このページは、Mr.Taka 中学校理科の授業記録 年(2017年度)です

第95時

実験23 モーターをつくろう!(初回)

2018 3 7(水)
理科室

はじめに
 2時間連続でモーターを作ります。初日は、モーターの原理も紹介するので、準備・作成・片付け時間は合計20分程度です。それでも、できる生徒は完成させてしまいます。基本モーターができたら、2日目はオリジナルモーターに挑戦します。


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
・モーターが回転する原理を理解する
・エネメル線と磁石と乾電池でモーターをつくる

準 備

生 徒 教 師
  • 教科書
  • 理科便覧
  • ファイル
  • 本日の学習プリント(1 /人)
  • エナメル線    (70cm/人)
  • クリップ     (2 /人)
  • ダンボール紙   (1 /人)
  • 磁 石      (1 /人)
  • 乾電池      (1 /人)
  • 乾電池ボックス  (1 /人)
  • リード線     (2/人)
  • セロハンテープ  (1 /班)

授業の流れ
(1)本時の授業内容の紹介 (1分)

(2)モーターの原理(10分)
 モーターの原理&作り方は14年前の記録『実験14 モーターを作ろう2年(2003年)』がよくできています。ご覧ください。


図2:モーターが回転する方向

(3)エナメルを半分しか削らなかった理由(8分〜10分)
 市販のモーターは、回転を方向を一定にするための『整流子』があります。整流子は、図2のようなモーターが180度回転する毎に電流方向を整えるものです。今回作成する簡易モーターには整流子がないので、180度回転する毎に、逆回転になります(図3)。


図3:180度回転する毎に、コイルの電流方向が逆向きになことの説明図

 この問題を解決するために、180度回転する毎に電流を遮断する、という方法をとります。電流を遮断すれば、それまでの勢い(慣性)によって回転を続けます。惰性で180度回ったところで、もう一度電流が流れれば、同じ方向に回転し続けることになります。

 電流を遮断する方法は簡単です。モーターの本体コイルはエナメル線でつくりますが、電流を流すためにエナメルという絶縁体を剥がし、銅線をむき出しにする必要があります。そのエナメルを半分残しておくだけです。ただし、不器用な生徒は半分残すことができません。また、半分の意味を理解できていない生徒は、コイルの付け根半分を残し、その他をすべて剥がしてしまいます。


図4:エナメルを半分しか削らなかった理由に関する板書


図5:モーターの回転方向に関する板書(クリックすると拡大します)

(4)実習:モーター作り  (10分〜15分)
 個人でモーターをつくります。下図6は席を移動して競争している様子です。拡大画像を詳細に見ると、どのような材料で、どのような作業をしているか読み取ることができます。


図6:モーター作り2日目の様子(クリックすると拡大します)


図7:完成したモーター


動画8:図7の動画

(5)片付け、モーターの提出、本時の感想、考察 (5分)
 終業5分前に片付け開始の指示を出します。熱中しやすい生徒が多い場合は、片付け時間を長くしたいのですが、ギリギリにならないと指示を聞かないものなので、5分前になったら強力に繰り返し中止命令を出します。

 ダンボールに組・氏名が書いてあることを確認し、カゴの中に入れさせます。先生が回収してしまうのも一案です。カゴの中はすぐにいっぱいになりますが、そおっと重ねるようにして上手に先生が入れてください。3段重ねぐらいまで、いけます。


授業を終えて
 3学級120人のうち、初日にモーターを完成できた生徒は5人でした。素晴らしい! できた生徒は2つめのモーターを作りますが、コイルの形を変えたオリジナルモーターになります。できなかった人は、残り時間全てを使ってモーターが回るまで工夫します。

関連ページ
実験14 モーターを作ろう
2年(2003年)
モーターを作ろう2
2年(2003年)
モーターを作ろう
2年(2000年)
モーターのしくみ
2年(2000年)

実践ビジュアル教科書『中学理科の物理学

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