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第98時
実験25 直流と交流、周波数
2018 3 14(水)、19(月)
理科室はじめに
今日は気楽な学習です。教科書を読んだり資料集を調べたりしながら、直流と交流、周波数に関する理解を深めていきます。また、とても単純でわかりやすい実験を1つ行います。
本時の目標
・直流と交流、周波数に関する理解を深める準 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)
- 交流電流観察器具 (1/班)
- リード線 (1/班)
- 電源装置 (1/班)
授業の流れ
(1)本時の授業内容の紹介 (1分)(2)直流と交流、周波数(20分)
教科書を読んだり、関連する資料集を見ながら、直流電流と交流電流について理解を深めていきます。ポイントは交流電流の周波数です。周波数とは、+極と−極が入れ替わる周期のことで、1秒間に入れ替わる回数の単位をHz(ヘルツ)で表します。ここで、中学で学ぶヘルツを復習することで、周波数に対する理解が深まります。中学1年『音』の分野で、音の高さ(音程)は周波数によって変わることを学んでいます。また、ヒトの可聴域は20Hz〜20000 Hzであること、それより小さなものは振動、それより大きなものは超音波、であることも紹介しています。
図2:直流と交流、周波数に関する板書(A組)
図3:直流と交流、周波数に関する板書(B組)
図4:DC(直流)とAC(交流)(3)生徒実験:交流電流 (10分)
とても簡単な実験器具を使います。教科書でよく見かけるものですが、私は初めてつかったので、とても面白かったです。単純な実験でも、自分で体験することはとても大事ですね。
図6をみてください。生徒が持っているアクリル製の棒が、それです。アクリル棒の中には赤と黒の導線が通っており、先端部には赤色LED1個と黄色LED1個がついています(複数あるように見える理由は後述)。
それぞれのLEDは、赤黒が逆になるようにつないであります(LEDには+−の極性があります)。
図6:交流を確かめるための実験器具この器具を動かさななければ、LEDは点灯し続けているように見えます。家庭にあるLED電灯と同じです。しかし、実際は1秒間に60回(名古屋)点滅を繰り返しています。
図6の赤LEDと黄LEDが複数あるように見えるのは、それらを動かしているからです。速く動かすほど、LEDの数が増えるように見えます。数が増えると同時に、LEDの軌跡が長くなります。
図7は、別タイプの実験器具です。
図7:別タイプの交流電流観察器具図7を左右に振ると、図8のように写真に写ります。
図8:図7の器具を左右に振った場合
(5)世界の電圧、周波数(5分〜20分)
世界の電圧、周波数などをまとめます。生徒から楽しい旅行の話をしてもらうのも良いでしょう。これで2年物理分野の学習は終了です。
(6)本時の感想、考察 (5分)
授業を終えて
次の時間は問題集を使った物理分野の復習です。そして、なんと、早いもので来週は修了式です。関連ページ
直流と交流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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