実験５ 電流と電圧
2003 7 8（火）
第２理科室
はじめに
１学期期末テストを終えてほっと一息。生徒に自己評価もさせたので１学期評定のめども立った。今日から、実験を再開できるので浮き浮き気分だ。生徒にとっても久しぶりの実験だけれど、私の想像以上の回路を組んでくれるものと期待している。
さて、夏休みまでにオームの法則と抵抗を終了するため、これからのプラン作りをした。以下にそのメモを残しておく。
◎これまでの学習の内容（実験）
１ 静電気と動電気、（電子について）
２ 直列回路と並列回路（２時間）
３ 電流の測定
４ 電圧の測定
５ 電流と電圧
したがって、
夏休みまでの学習プラン（最低５時間）を次のようにしよう。
１ 電流と電圧の関係を測定（実験）する
２ 電流と電圧の関係をグラフにする
３ オームの法則を知る
４ オームの法則を検証実験する
５ オームの法則から抵抗を導く（実験）
６ 合成抵抗について（応用）
※ フレミングの左手の法則、右手の法則、モーターづくり、電磁誘導、熱量は、２学期から始める。
（上：やっぱり私の予想以上の回路を組んで、正しい結果を出しました。）
注意１： 一般には、豆電球ではなく『電熱線』を使います
→ 豆電球の短所は、発熱にともない抵抗値が変化して結果が悪くなること
→ 豆電球の長所は、明るさから電流・電圧の大きさを視覚的に感じられること
注意２： 一般には、豆電球ではなく『乾電池』の数を変化させます
→ 豆電球の短所は、回路が複雑になるだけでなく、結果のまとめ方が難しいこと
→ 豆電球の長所は、応用範囲が広く実験の楽しみが大きいこと
＜本時のねらい＞
１ 実験の感覚を取り戻す
２ 直列につなぐ豆電球の数を増やしていくと、回路に流れる電流の大きさが小さくなることを実験で確かめる
３ 並列につなぐ豆電球の数を増やしていくと、回路に流れる電流の大きさが大きくなることを実験で確かめる
４ オリジナル回路を組んで、そこの流れる電流の大きさを予想し、実験で確かめる
※ １と２は、生徒全員に達成してもらいたい
※ ３と４は、発展学習
＜授業の流れ＞
１ 本時のねらい（２分）
２ 実験手順の説明（３分）
３ 生徒実験（４０分）
４ 本時のまとめ（５分）
◎ 生徒実験の様子
９０％以上の生徒が、正しく電流計と電圧計をつないでいたので感激しました。
（上：電流計は直列に、電圧計は並列につなぐ。）
◎ ひたすら豆電球を並列につないだＡ君の学習プリント
私のねらい通りの実験を行って頂き、ありがとうございます。この結果からたくさんのことが読み取れると思います。
・ 豆電球（抵抗）を増やすと、電流の大きさは小さくなる
・ 回路全体にかかる電圧の大きさは、１つひとつの抵抗にかかる電圧の大きさの和になる
・ 乾電池は１個だったけれど、接触不良等で多少のばらつきがある
Ａ君は、この後、たくさんのオリジナル回路を組み、さらなる発見をしています。
◎ Ｂ君の学習プリント
豆電球を直列に１、２、３個つないでから、次に、並列に１、２、３、４とつないだ実験をしています。また、直列と並列を組み合わせて回路についても調べています。豆電球（抵抗）と電流の関係は、＜まとめ＞で正しく整理され、抵抗という語句も正しく扱われています。
◎ Ｃさんの学習プリント
豆電球の直列つなぎ１、２、３個しかできなかったけれど、これが私の目標だったし、Ｃさんも満足しています。さて、Ｃさんの「はっけん」には、豆電球を１コ増やすと、電圧（Ｖ）が半分になることが書かれていますが、（私としては、電流の大きさに着目して欲しかったけれど）、彼女の発見も間違っていません。
◎ Ｄ君の学習プリント
下の画像をクリックすると拡大します。
→ Ｅ君、Ｆ君のプリント
◎ 本時のまとめの板書案
直列につなぐ豆電球の数を増やす。左から順に、１個、２個、３個。すると、回路全体に流れる電流の大きさは減っていいく。この黒板に書いてある電流220mA.180mA.160mAは、とある班の実験結果を発表してもらったものなので、班毎に数値は違う。逆に、同じ数値になってしまっては実験の面白さがなくなる。
そして、電流の流れにくさ＝抵抗で締めくくる。
授業を終えて
抵抗器を使えば、はるかに誤差が小さく良い結果が得られるけれど、ほんのり光る豆電球を使った方が面白いです。中学生なんだから、面白さも大切だし、たとえ誤差が出ても、その原因を追求するほうが、いろいろな視点から結果を考察したり、実験を工夫する必要が出てきます。
なお、今回の実験は乾電池の数を１個、または、２個で固定して行いましたが、これについては問題ありませんでした。敢えて言うなら、ずっとつけておくと電池が弱くなることです。