「カリスマ先生の合格授業」「合格自在シリーズ」執筆者の個人サイトです。中学受験理科の入試問題の解説や効果的な学習方法などをご紹介。

かん電池の持ちをモデルで教える

電流の基礎の基礎、まめ電球と回路の教え方を考えてみます。

乾電池の直列つなぎ図1のようにかん電池1個にまめ電球1個をつないだ回路に流れる電流の強さをとした場合に、図2図3のようにかん電池を直列に2個、3個をつないでいくと、回路に流れる電流の強さは(実測値はこうはなりませんが・・)2、3と比例して増えます。

かん電池の数が増えると流れる電流も比例して増えるということは、子どもたちはすんなりと理解できます。しかし、同じ回路でも電池の持ちに話が及ぶとこの限りではなくなります。

【問題】図1の回路の電池と図2の回路の電池の持ちを比べた場合どちらが長い(あるいは同じ)でしょうか?

正解は、「図2の方が早くなくなる」なのですが、多くの子どもたちは「図1も図2も同じ」というように考えます。そこで、あらためてこの原因をよく考えてみると、実は図に問題があるのではないかと思い至りました。

図2のように、回路に流れる電流の強さを電池のプラス極辺りに1カ所とまめ電球のあたりに1カ所書くやり方はごく一般的なもので、予習シリーズもこの書き方です。しかし、子どもたちの中には、「直列2個の電池から「2」の電流が出てるんだな・・・じゃあ2つの電池が「1」ずつ電気を出し合っているんだな・・・」みたいに考えてしまうわけです。そう考えたら、1個のかん電池からは「1」しか出てないので、図1も図2も持ちは同じという間違った答えになってしまいます。

乾電池のつなぎ方これでは困ります。以前私が勤めておりました横浜の啓進塾曽根先生という理科担当の塾長さんがおりまして、この件についてどう思うのか聞いたことがあります。そのとき彼から「1個の電池、1個のまめ電球ごとに数字を入れないと混乱するよ」と言われました。電流はかん電池から出てくるのではなくてかん電池は電気を押しているだけです。電気の立場で考えれば、2個の電池で2回押されることで勢いがつき「2」の強さの電気が流れますが、同じ時間で回路を通過する電気の量みたいな考えをすれば、その「2」の電気は1個目の電池を通り、そのまま2個目の電池も通っているのです。電池や電球1個1個に数字を書く方が現実に近いし間違いも減らすことができます。したがって「合格自在」では、図4のように電流の強さを書き入れるようにしました。

この原理を4年生から定着させるために「合格自在」ではある特別なモデルを使って説明をする工夫をしました。テキストの本文にモデルを入れて解説する例はあまりないので少々ためらいもありましたが、6年生になっても不得意な子どもが多い単元なのであえての挑戦です。

電流電流まず、図5を見てみましょう。回路には最初から「電気くん」という粒がいるという設定をします。また、まめ電球のフィラメントの中には「通せんぼうおじさん」かん電池の中には「運び屋」がいます。回路をつなぐと運び屋がプラス極から電気くんを押して電流が流れ、通せんぼうのところを無理矢理に通ろうとしておしくらまんじゅう状態になり、熱くてピカッと光ります。これがまめ電球が光るしくみです。このモデルを使ってかん電池2個直列の場合の電流の強さを説明すると図6のようになります。同じ1つの電気くんが運び屋に2回押されるのですから勢いがついて「2」の電流が流れるのがイメージでわかります。

008さて、この3種類の登場人物の紹介です。電気くんと通せん坊は不死身なのですが、実は運び屋はそうではありません運び屋は全員がプラス極の方を向いているのですが、実は頭の後側が弱点です。1周して戻ってきた電気くん図7のように1個目の電池で背後から運び屋にぶつかってきて1人の運び屋を殺してしまいます。そしてそのまま左どなりのかん電池に侵入し、ここでも1人の運び屋を殺してしまうのです。「1」の電気のつぶで「2」の電池(運び屋)が消えるので、図4のように「2」の電流が流れている場合には合計「4」の電池(運び屋)が消え、電池1つあたりは「2」を消耗し、図1よりも早く切れてしまうのです。

(中学受験理科で質問が多い かん電池のつなぎ方と電流 に関する解説と教え方ページです) 

理科の勉強部屋

ご質問・ご連絡はフォームでお願いします。

理科の勉強部屋

  • メールでお問い合わせはこちら

会員ログイン

You are not logged in.

ーーーーー リンク集 ーーーーー

もののしくみ研究室

学研ロボティクス

首都圏模試

首都圏模試リンク

Access

アクセス情報リンク

Jmedia

日本メディア教育株式会社

中学受験の映像サイト。

PAGETOP
Copyright © 中学受験理科の玉手箱 All Rights Reserved.
Powered by WordPress & BizVektor Theme by Vektor,Inc. technology.