1 研究に取り組んだ観察,実験(3 電流)


  第1分野下 電流とそのはたらき

  実験4 電熱線の発熱とワット数との関係を調べよう。



2 観察,実験のねらい
 電熱線のワット数の表示が大きいほど,同じ電圧を加えたときの働き(発熱)が大きいことを見いださせる。


3 観察,実験の実際
@ ポリエチレンのビーカーを3個用意して,それぞれにくみ置きしておいた水100p3(100g)を入れる。
A 6V−6W,6V−9W,6V−18Wの投げ込みヒータで右図のような回路を作り,電源装置の目盛りで6Vの電圧をかける。(コップの下には,机やスタンドに熱を奪われないようにするため厚めの発泡ポリスチレンの板を置く。)
B 5分間電流を流した後,水温を測定する。
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4 問題点
 この実験では,電圧を一定にした場合,ワット数が大きいほど発熱量が大きくなることを見いださせる。しかし,この方法ではワット数に応じて電流が変化しているということは確認できない。そのため,生徒がそれまで学習してきた電流,電圧,抵抗と電力とが関係していることを実感することは難しい。
 電圧が一定ならば,抵抗の大きさによって電流の強さが変わり,電流の強さによって発熱量が違うことを,簡便な方法で確認できるようにする必要がある。


5 観察,実験のポイント,新たに開発した教材教具


(1) 観察,実験のポイント
ア 抵抗の大きさによって電流の強さが変わり,それによって発熱量も変化することを見いださせるため,電熱線の長さを簡単に変えることができるようにする。
イ 電流計,電圧計で電流,電圧を測定させ,オームの法則との関連も実験を通して確認できるようにする。
ウ 発熱量を決定する値として,電流と電圧の積に着目させ,ワット数(電力)の意味について数値的に理解させるようにする。


(2) 新たに開発した教材教具
ア 材料
 発泡ポリスチレン板,ステンレス板4枚,木片2本,電熱線,発泡ポリスチレン製容器
イ 作り方
 @ ビニルテープ又は木ねじを用いて,木片の両側にステンレス板を固定する。これを2本作る(写真1)。
 A 発泡ポリスチレン板にステンレス板を差し込み,下の発泡ポリスチレン容器の底に触れない高さの部分に電熱線を挟み込む(写真1)。
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B 写真2のように配線し,実験を行う。
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ウ 観察,実験の方法
 @ 発泡ポリスチレン製の容器に,くみ置きの水を100g入れ,温度を測定する。
 A 実験装置を組み立て,写真2のような回路をつくる(下図のaを+極,dを−極にする)。
 B 電熱線に6Vの電圧を加えて電流を5分間流した後,スイッチを切り,水の温度が最高になったときの温度を読み取る(電流の強さも読み取っておく)。
 C +極をbに変えて,Bと同様の実験を行う。
 D +極をcに変えて,Bと同様の実験を行う。


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(鹿児島市立甲南中学校 小山田 純一)