【授業プラン】 「電流のはたらき０５」（６年） 加藤 幸男 ２００６．２
【学習計画】
１．電磁石の性質とはたらき
２．電磁石の磁力を強くする （２ｈ）
３．コイルの磁力（鉄しんをぬいたコイル）
４．クリップモーターつくり
５．モーターと発電（モーターを回したら）
６．スピーカーの分解
７．スピーカーを作る
【学習プラン】
＜ねらい＞ ・電磁石は電流を流している間だけ、磁石のはたらき（鉄をひきつける）がある。
・電磁石にもＮ極やＳ極があり、電流の向きを変えると極も反対の極に変わる。
| １． 導線をまいたものを『コイル』と言います。コイルに鉄しんを入れよう。 電流を流して鉄くぎに近づけてみよう。電流を流すのをやめるとどうなるだろう。 |
・鉄くぎが鉄しんについた。磁石になった。
・電流を流すのをやめると、鉄くぎはつかなくなる。
◆電流を流している間だけ、鉄しんが磁石になるものを『電磁石』と言います。
| ２．鉄しんでなく、アルミニウムやプラスチックのしんでは磁石になるでしょうか。 |
○グループで、アルミニウムのしんやプラスチックのしんにして実験してみよう。
・アルミやプラスチックでは、鉄くぎをひきつけない。
・アルミやプラスチックは磁石にはならない。鉄しんだけが磁石になる。
| ３．ふつうの磁石にはＮ極やＳ極がありました。電磁磁石にはＮ極やＳ極があるのでしょうか。 |
○Ｎ極やＳ極があるか予想してみよう。何で調べたらいいだろうか。
＜予想＞ ア、極はある。 イ、極はない。
＜確かめる方法＞ ｏ方位磁針で調べる。
○方位磁針を電磁石の鉄しんの端に近づけてみよう。反対の端にも近づけてみよう。
・一方の端はＮ極、もう一方の端はＳ極がひき付けられた。
◆電磁石にも、普通の磁石のようにＮ極やＳ極がある。
| ４．乾電池の向きを変えて、電流の向きを変えたら、電磁石の極はどうなるだろうか。 |
＜予想＞ ア、極は変わらない。 イ、極が反対になる。
○確かめてみよう。
・極が反対になった。
◆電磁石は、電流の向きが反対になると、極も反対になる。
＜ねらい＞ ・電磁石は、流れる電流が大きいほど磁力が強くなる。
・電磁石は、コイルの巻き数を増やすと、磁力が強くなる。
○磁石の鉄などをひきつける力を『磁力』といいます。
| １．電磁石の磁力を大きくして、たくさんクリップをつけたい。どうしたらいいだろう。 |
○どうしたら磁力を大きくできるか、予想してみよう。
＜予想＞ ア、乾電池の数を増やせばいいのではないか。
イ、 コイルの巻き数を増やせばいいのではないか。
| ２． 乾電池の数を増やす（直列につなぐ）と磁力が強くなるか調べよう。 |
＜グループで実験＞
○先ず乾電池１個で、電磁石に何個のクリップがつくか確かめよう。
・○個のクリップがついた。
○乾電池を２個（３個）、直列につなごう。電磁石に何個のクリップがつくか確かめよう。
・たくさん付くようになった。
| ３． 乾電池の数を増やすということは、何が大きくなるのかな。 |
・電流がたくさん流れる。
●どのくらいの電気が流れているかという電流の大きさは、Ａ（アンペア）という単位で表します。電流計で計ることができます。
○電流計の使い方を覚えよう。（教科書Ｐ４２を読む）
①先ず５Ａにつないで確かめる。
②単位の換算を覚えること。 ５００ｍＡ ＝ ０．５Ａ
５０ｍＡ ＝ ０．０５Ａ
○乾電池１個の時の電流を調べよう。２個、３個に直列につないだ時の電流を調べよう。
・電池の数が増えると、電流が大きくなる。
◆電池が増えると電流が増え、磁力も大きくなる。
| ４．コイルの巻き数を増やすと、磁力が増すのだろうか。２００回巻きのコイルで比べてみよう。 |
○２００回巻きコイルに乾電池１個で、何個のクリップがつくかやってみよう。
・１００回巻きよりたくさんついた。
◆電磁石は、コイルの巻き数を増やすと、磁力が強くなる。
○２００回巻きコイルで、乾電池の数を増やしてみよう。
＜ねらい＞ ・鉄しんのないコイルだけでも、電気が流れると磁力が生じることを理解させる。
電磁石には鉄しんが入っていますが、鉄しんは磁石ではありません。
コイルに電気が流れると鉄しんは磁石になるのです。
| １．電磁石から鉄しんをぬいたコイルに電気を流します。磁力は生じるでしょうか。 |
○磁力がどうなるか、予想してみよう。
＜予想＞ ア、磁力は鉄しんがある時と変わらない。
イ、 磁力は弱くなるがある。
ウ、磁力はなくなる。
○どうしてそう思ったのか、考えを発表し、討論。
| ２．１００回巻きコイルから鉄しんをはずして、磁力が生じているか確かめよう。 |
○鉄くぎが引き付けられるかやってみよう。
・くぎはコイルにはつかない。磁力はないのではないか。
○コイルの端に方位磁針を近づけてみよう。
・方位磁針の針が動いている。コイルには磁力が生じている。
○鉄くぎ１個をコイルの筒の端に置き、電気を流してみよう。
・鉄くぎが中に引き込まれた。弱いけど、コイルには磁力が生じている。
◆コイルに電気を流すと弱いですが磁力が生じます。鉄しんを入れると鉄しんが磁石になり、磁力も強くなるのです。
コイルに電気を流すと磁力が生じます。コイルの巻き数を減らしていくと最後には１本になります。
| ３．この１本のエナメル線も、電気が流れると磁力が生じているのでしょうか。 |
・線をたくさん巻くと強くなるから、その元となる１本にも、磁力が生じているのではないか。
○エナメル線１本に電気を流して、方位磁針で磁力があるか確かめよう。エナメル線と方位磁針 の針を真上にそろえてから、電気を流そう。
・針がちょっとだけ動いた。１本の線にも磁力があった。
◆導線（エナメル線）をコイルにするのは、たくさん巻いて強くするためなのです。
| ４．３つのとびら「超強力電磁石宣言」をみよう。気づいたことをメモしながら見よう。 |
○番号をつけて、＜気づいたこと＞を５つ以上ノートに書きましょう。
○＜気づいたこと＞を発表しよう。
＜ねらい＞ ・コイルモーターを作り、コイルに電気が流れると磁力が生じることを理解させる。
・モーターは、コイルに生じた磁力が永久磁石の極と反発したり引き合ったりして回ることをとらえさせる。
＜準備物＞ ・単１乾電池１個、ゼムクリップ２個、
エナメル線（０．８ｍｍ）７０ｃｍくらい、
磁石１個（マグファイン）、セロハンテープ、
マジックペン、ラジオペンチ、いらない紙
| １．コイルに電気が流れると、磁力が生じました。そのことを利用して、簡単なモーターを作ってみましょう。（教科書Ｐ４７参照） |
○箱から出すもの…乾電池１個、磁石１個（車からはずす）、かみやすり
＜作り方＞ １．エナメル線をマジックペンに何回か巻き、丸い回転子をつくる。
両端を束ねるように２回ほど巻いてとめる。ちょうど真ん中でとめるのがコツ。
２．両端のエナメル線（耳の部分）、一方はエナメル線を全部はぎとり、もう一方は半分だけエナメルを紙やすりではぎとる。
（いらない紙の上においてこする）
３．クリップをのばし、回転子の軸受けにして、電池の両端にセロテープでとめる。
４．磁石を乾電池の上において、回転子をクリップにセットし、少しはずみをつけてやると後はいきよいよく回る。
※ 回転が悪いのは、エナメルのはがし方がまずい（不完全な）場合がほとんど。
エナメルがはがれたかどうか見にくい場合には、油性マジックペンで印をつけておくとよい。
| ２．回転子のコイルは○の形でなくても回ります。 自分で好きな形・好きな大きさ・好きな巻き数のコイルを作って、いろいろ試してみましょう。 |
○ □型のコイルや☆型のコイルなどもおもしろい。コイルの重心が回転軸からずれないように注意させる。
＜ねらい＞ ・モーターを回すと電気が流れることを理解させる。
・発電は、火力・水力・原子力などのエネルギーで発電機（モーター）を回して発電していることを理解させる。
モーターは、電磁石と永久磁石とで作られています。電気を流すと回転します。
| １．では、逆にモーターを回したら、電気が流れるのだろうか。 |
○電気が流れるかどうか、予想してみよう。
ア、電気が流れる。
イ、電気は流れない。
＜確かめる方法＞ ｏモーターを回して、豆電球がつくか確かめる。
・豆電球がついた。モーターが回ると電気が流れた。
◆モーターを回すと電気が流れます。モーターは発電機なのです。
| ２．ゼネコンは「手回し発電機」です。このゼネコンで電気を起こして、いろいろなもの（別のモーターや豆電球）につないでみよう。 |
①豆電球につないで、明かりをつけてみよう。（豆球を切らないようにゆっくり回すこと）
・早く回すと明るい。
②１２ボルト用の電球はつくだろうか。
・なかなかつかない。つけるのは大変だ。
③別のモーターにつないで、モーターを回そう。ゼネコンを逆に回すとどうなるかな。
・ハンドルを逆回しにすると、モーターも反対に回る。
④１００回巻きコイルにつなごう。クリップをひきつけてみよう。
⑤ゼネコンとゼネコンをつないでみよう。もう片方のゼネコンはどんな動きをするだろうか。
・生き物のようにのた打ち回っておもしろい。
⑥何も仕事場がない時と、仕事場がある時とでは、ハンドルの回りぐあいに違いがあるかな。
・モーターなどにつながっていると重い。
⑦みんなの作った車につないで、走らせてみよう。
| ３．私たちが毎日使っている電気は、発電所でつくられています。どんな発電方法があるだろうか。 どうやって発電しているのだろう。 |
・火力発電、水力発電、原子力発電、風力発電などなど。
○火力発電では、火を燃やすとどうして電気を起こせるのだろうか。
・火力で水を蒸気にかえて、蒸気の噴出す勢いでタービン（はね車）を回し、モーターを回す。
○「３つのとびら（電気でマイ磁石）」後半部分のみ」を見て、火力発電の仕組みをとらえよう。
○教科書Ｐ４８「発電（電気を起こす）」を読もう。
＜ねらい＞ ・スピーカーには、電磁石のはたらきが使われていることを理解させる。
ラジカセなどには、音を出すためのスピーカーというものが入っています。これがスピーカーです。
| １．スピーカーをラジカセにつない（外部出力）で、音を出してみよう。どこか動いているかな。 |
・真ん中の光る所がよく振動している。
・幕（コーン）が振動して、音が出ている。
| ２．スピーカーから出ている導線に、乾電池をつないだらどうなるだろうか。 |
・ガサガサと音が出る。コーンが浮き上がったりする。
・乾電池を反対につなぐと、コーンが引き込まれる。
○スピーカーの裏側には何があるだろう。はさみを近づけてみよう。
・はさみが引き付けられた。磁石がある。
| ３．スピーカーはどんな仕組みになっているのか、コーンを少しずつ切り取って、分解してみよう。 |
＜教師演示＞
○ラジカセにつないで、音を出しながら分解していこう。（導線を切らないように）
・コーンがけっこう無くなっても音が出る。
○中心部のまくを丸く切って、中を開けてみよう。
・中にはコイルが巻いてある。丸い磁石にはまるようになっている。磁石のところに入れると音が出る。
◆スピーカーは、①コイル、②磁石、③音を伝えるコーン、でできているのです。
電磁石のはたらきで、音が出ているのです。
○分解したスピーカーに、乾電池で電気を流してみよう。
・ピョコンとコイルが飛び出た。乾電池を反対につなぐとコイルが引き込まれた。
| ４． みんなも分解してみよう。 |
＜ねらい＞ ・コイル、磁石、音を伝えるものの３つがあれば、何でもスピーカーになることを理解させる。
〔準備〕 ｏコイル…エナメル線0.5
㎜ ｏ永久磁石…丸型フェライト磁石
ｏスピーカーにしたいもの…紙コップ，フィルムケース，空き箱，カップメンの容器，
バケツ，空き缶，ビニール袋 など，手あたりしだいやってみる
ｏラジオのついたアンプ，または外部スピーカー端子のついたラジカセ
ｏ接続コード…一方はジャック，もう一方はみの虫クリップをつけておく
ｏセロテープ（ガムテープ） ｏ紙やすり
先日、スピーカーを分解してみました。
| １．スピーカーはどんなものでできていただろうか。 |
・スピーカーは、①コイル、②磁石、③音を伝えるもの（コーン）でできている
| ２．では、これらの３つがあれば、スピーカーになるのでしょうか。確かめてみよう。 |
〔つくり方〕
①エナメル線をスピーカーにしたいものの大きさに合わせて20回ぐらい巻いてコイルを作る。
コイルの両端は，エナメルを紙やすりでけずっておく。
② コイルを磁石と一緒に，紙コップの底などにセロテープではりつけまる。
③ アンプやラジオと接続し，音楽などをきいてみる。