今回は『電熱線の科学 ～抵抗の大きさと熱～』の実験を行いました
物理分野は特に、理論的に考える必要があり、苦手な子も多いですね...
実験を通して、比較したり、考えたりする力を少しずつ磨いていきましょう

【実験１】では電熱線の長さと豆電球の明るさの関係について実験しました。
まず電池ボックス、クリップ、豆電球ソケット、豆電球を使って、電池の並列回路を作りました。
２つの導線をねじり合わせたり、小さなクリップの穴に導線を通したりと集中して作業していました

この回路とニクロム線を使って、電熱線の長さと豆電球の明るさの関係を調べました。
ニクロム線に触れるクリップの位置をずらしていき、自分たちで電気が流れる電熱線の長さを変えていきました。
結果は、電熱線の長さが長いほど、豆電球の明るさが暗くなっていくことがわかりました。

電熱線の長さを変えることで、目の前ですぐに変わる豆電球の明るさの変化に驚いていましたね

【実験２】では電流計を使ってニクロム線の長さを 5㎝、10㎝、15㎝と変えた時の電熱線に流れる電流の大きさについて調べました。
まず細い電熱線で実験をし、長さを長くするにつれて流れる電流の値が小さくなることがわかりました。
次に、太い電熱線で実験をすると、こちらも長さを長くするにつれて、流れる電流の値が小さくなることが確認できました。

ただ、実験する前のPLANで確認したように、「ニクロム線の抵抗の大きさは、長さに比例する」という理論値とは、少しずれてしまいました
でもこれは、電池の内部抵抗などが影響して出る誤差でしたね

電流計はラボでも小学生の時に何度か使っていて使い方をマスターしている子も多いですが、使うときの注意点や目盛りの読み取り方も再確認できました。
中学の定期テストでもよく出るからね

【実験３】ではニクロム線の長さ・太さと発熱量の関係について実験しました。
ニクロム線に電気を流すと熱が発生するので、熱で色が変わるサーモテープをニクロム線に巻き付け、発熱量の違いを調べました。

ニクロム線の長さを短くしたり、太さを太くしたりすることで抵抗は小さくなりますが、その分流れる電流は大きくなります。
結果として、長さは短く、太さは太い電熱線の方が発熱量が増加することがわかりました
「電流×電流×抵抗」という発熱量を表す式でもそのことが予想できました

【実験４】では、太さの違うニクロム線のつなぎ方と発熱量の違いについて実験をしました。

結果は、太いニクロム線と細いニクロム線を並列につないだ場合は、太いニクロム線の方がサーモテープの色が速く変わりました。
一方、２つのニクロム線を直列につなぐと、細いニクロム線の方がサーモテープの色が速く変わりました。

これまでの実験結果からわかることを、Action(考察)で頑張ってまとめている子が多かったですね
難しいながらも、目の前で起こる豆電球の明るさやサーモテープの色の変化を楽しんでいるようでした

栄光サイエンスラボ　自由が丘校