第84時
実習13 ３種類の電熱線
2018 2 2（金）、5（月）
理科室
はじめに
電流を流すと発熱する線を、電熱線と言います。一般的なヘヤードライヤーや発泡スチルロールカッターなどに使われている金属線です。その多くはニッケルとクロームの合金なので、ニクロム線と言われることがあります。また、電熱線は抵抗の１種なので、豆電球やモーターに置き換えて考えることができます。
電熱線には、定格電圧（V）をかけた時の電力量（W）が示されています。家庭用ドライヤー1200W、暖房器具800W、電気ポット600Wなどと表示されているものは、家庭用電圧100Vが前提条件になっています。したがって、それらの器具に流れる電流は12Ａ、８Ａ、６Ａになります。
さて、中学によくある問題では、電圧（V）がかわります。電圧（V）が変わると、電流（Ａ）だけでなく電力（W）も変わります。中学生がよく混乱するところは、電力（W）が変わってしまうことです。電圧・電流・電力は、どれか１つが変わると全て変わってしまうのです。このような問題を解く上でのポイントは、絶対に変わらないものを基準にして考えることです。それは、ずばり『あれ』です。『実験10オームの法則』で、グラフの傾きとして求めた『抵抗（Ω）』です。電熱線の抵抗（Ω）は、電圧（V）を変えてもわかることなく一定です。
したがって、電熱線の問題を見つけたら、すぐさま、その電熱線の抵抗（Ω）を求めることです。そして、問題文にある電圧（V）、電流（Ａ）、電力（W）を消し去ることなのです。
図１：本時の学習プリント（クリックすると拡大します）
本時の目標
・よくある電熱線の問題に潜む罠、を紹介する
・電熱線の問題が出たら、すぐに抵抗（Ω）を求めることを知る
・そして、電圧（V）、電流（Ａ）、電力（W）を消し去ることを知る
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準 備
授業の流れ
（１）本時の授業内容の紹介 （１分）
前半は学習プリントを使った授業ですが、後半は問題集を使った練習になります。
（２）よくある電熱線の問題 （15分〜20分）
電熱線に関する問題は、ちょこちょこ見かけます。単純に見えても混乱しやすい問題なので、今日は１時間使って実務的な練習をします。その目的は高得点獲得を目的とした学習塾と同じなので、私は乗り気ではないのですが、がんばってやりたいと思います。
図２：使用する電圧（定格電圧）における電力（W）が決まっている３種類の電熱線
図２のポイント
１）電熱線に表示されている数値は、電力（W）
２）ただし、前提条件として定格電圧（６V）がある
３）問題文には、必ず電力（W）と定格電圧（V）が示されている
４）３）から電熱線の抵抗（Ω）を求める
５）電力＝発熱能力、と考えれば良い
６）発熱能力（W）は、同じ電圧（V）で比較する
７）発熱能力（W）は、抵抗（Ω）が小さいほど大きい
図３：電力に関するまとめ
８）抵抗（Ω）を求めたら、問題文にあった電力（W）と電圧（V）を消す
９）そして、小問の電圧（V）にあわせて、電力（W）や電流（A）を求める
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（３）練習問題（10分〜15分）
電力（W）の学習は２年生になって初めてなので、とても簡単な練習問題をつくります。数値は、その場のフィーリングにあわせてください。数学アレルギーの子どもに照準を合わせてもよいでしょう。
図４：練習問題に関する板書
（５）問題集を使った練習 （15分〜20分）
その後、市販の問題集を使います。適切なページの適切な問題を指定し、一斉に解かせます。すでに終わっている生徒にも、もう一度やるように指示します。できた生徒から、好きな問題をやってもよい自習時間にましょう。できない生徒は、積極的に友だちに教えてもらう時間にします。ポイントは、前述の通りですが、以下に再掲載しておきます。
電熱線（W）に関する問題のポイント
１）すぐに、電熱線の抵抗（Ω）を求める。
２）問題文の電力（W）と電圧（V）を消す
３）小問の電圧（V）に合わせて、電力（W）・電流（A）を求める |
（６）本時の感想、考察 （５分）
図５：本時の板書（Ｂ組、クリックすると拡大します）
授業を終えて
今日の授業の成果は、子どもたち一人ひとりの家庭学習にかかっています。頑張ってください。
実践ビジュアル教科書『中学理科の物理学』