小学校理科「電流がつくる磁力」における理解度向上のための教材提案及び定量的評価

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タイトル別名
  • Teaching materials proposal and quantitative evaluation for improving comprehension in elementary school science “magnetic force created by electric currents”
  • ショウガッコウ リカ デンリュウ ガ ツクル ジリョク ニ オケル リカイド コウジョウ ノ タメ ノ キョウザイ テイアン オヨビ テイリョウテキ ヒョウカ

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抄録

小学校第五学年理科の単元「電流がつくる磁力」における『電磁石』に注目し、児童の電磁石の 特性に関する理解度向上を目指した教材の開発及び定量的評価を行った。検定教科書に記載されて いるコイルを構成するエナメル線の直径条件0.3～0.6 mmを含む広範囲（直径0.1～0.8 mm）のエナ メル線を用いて、磁力、温度変化並びに流れる電流値を測定し、教材に適した条件の検証を行った。 磁力においては従来用いられている釘・クリップ・ワッシャーといった鉄製品が引き付けられる個 数を比べることに加え、テスラメーターを用いたコイル断面（質点）における磁束密度の定量的測 定を行った。さらに、乾電池の内部抵抗の影響を明らかにするために直流電源装置、アルカリ乾電 池、マンガン乾電池という異なる3つの電源を用いた比較測定を行い、内部抵抗の存在そのもの並 びに乾電池の劣化に伴う内部抵抗の増加がどのくらい磁力に影響を与えるかを具体的に明らかにし た。得られた結果を総合的に評価することにより、乾電池1個分の起電力である1.5 Vの電圧を使用 する条件下においては、直径0.5 mmのエナメル線（長さ10 m）を用いることが最も適していると いう結論に至った。

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