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「電熱線の太さが変わると、発熱の仕方が変わる」

教科書(本校では東京書籍)では、
電熱線の発熱実験で、「太い電熱線の方が発熱が大きい」とはまとめていません。
「電熱線の太さが変わると、発熱の仕方が変わる」
なせこのような表記なのかと、ずっと引っかかっていました。
「電熱線が太い方が発熱量が多いと強調してよいのか」という問いも、きっかけになりました。
ここのコメントでもありましたが、別のMLでも同様の投げかけがあったのです。
「学習指導要領にそのように書いてあるから」と言ってしまうと、
そこで話は終わってしまうので、その意味するところを考えてみました。


結論とすると、
教科書に載っているような実験
(同じ電源に、細い電熱線と太い電熱線をつなぐ。)
を行うのであれば、「太い電熱線の方が発熱が多い」と確認するべきだと考えます

確かに、細い電熱線の方が発熱量が多くなることがあります。
でも、それを確認させたいのであれば、
細・太の電熱線を直列につないだ回路を使って行うべきです。

教科書に載っているような実験は、
「電圧が一定で、電流量が異なる」条件が前提になっているはずです。
たまたま電源の性能や接触抵抗によって、細い電熱線が発熱してしまっているだけです。
実験回路の本来の趣旨からは外れます。

指導要領からすると、太い方でも細い方でもどちらが発熱してもかまわないのだと
解釈できます。でも、それには目的に合った回路を使うべきです。



では、なぜ教科書は「太い電熱線の方が発熱量が多い」実験を行わせるのか?
これは、中学校で「電圧が一定の時、ワット数が大きいほど、電熱線の発熱が大きくなる」と
学習するからであろうと考えます。
一般的に、ワット数が大きくなると電熱線は太くなります。
新指導要領では、電熱線を直列つなぎにした回路の発熱量は調べません。
(電力量などの扱いもあっさりしたものです。)

これはおそらく、実生活の中での電源はいつも100Vで、異なる電圧による違いまで
学習しておく必要はないという判断なのだろうと考えます。


それから、小学生の指導要領では、
「電圧」という言葉を使えないというのも大きな要素かもしれません。
「乾電池1個の時」などに置き換えたとしても、直列つなぎの回路では細い方が発熱します。
うまく言い表すことができないので、ぼんやりした表現で誤魔化している感じもします。
(だから、各教科書足並みそろえて、太い方が発熱する実験にしている)

あれこれ考えてみました。
とりあえず、来年度も、「太い電熱線の方が発熱する」という実験をするでしょう。

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コメント

これも、コイル(電磁石)と同様で、困った内容ですね~

条件によって、結果がかなり違う。

ポチ!

記事にしていただき、感謝です!!

①電熱線の発熱って、中学では電熱線の「長さ」と「太さ」とやるんでしたっけ?
「太さ」実験が小学校に降りてきたのは、「長さ」より結果がイメージがしやすいから???
(追加指導書66ページイメージ図、見てます!以下、ページは指導書のものね♡)

②>「太い電熱線の方が発熱が多い」と確認するべき
電熱線を太くしすぎてもだめ・・・(67ページ注)ここが、理科が苦手な先生(私も含めて)には?だと思うんですよね~。
確認すべきことは分かっている!でも、太すぎる電熱線だとそのとおりに結果が出ない!!!
まあ、忠実に教科書の太さを守れば、無難に終わっていくんでしょうけどね~!


私もまとめが『電熱線の太さが変わると、発熱の仕方が変わる』なら、とにかく太さで差が出ればいいか!?(細いほうが発熱しても・・・)と投げやりになりかけました(苦笑)
今後の学習の流れを見通して指導って、大切ですね。分析、ありがとうございました!! 


みなさま

やっと「電流」のテスト(日本標準)をしたのですが、
「より発熱するのは、太い電熱線と細い電熱線のどちらか?」
というような問題がありました。

テストに左右されるのもいかがなものかとは思いますが、
やはり「太い方が発熱する」という結果は結果として、
押さえておく必要があると思いました。


ほるん様>
>①電熱線の発熱って、中学では電熱線の「長さ」と「太さ」とやるんでしたっけ?

中学では、長さも太さも扱いません。
「ワット数が大きい方がより発熱する」だけです。
中学で扱う電熱線はコイル状のものなので、
「長さ」はよく分からないと思います。
一般的にワット数が大きくなると、電熱線が太くなるので、
「太さ」の違いは気がつくかもしれません。
「太い」→「たくさん発熱する」という認識になると思います。

前から思っていたのですが、電熱線の太いものは、なぜ細いものより熱くなるのだしょう・・・?

遅いコメントすみません。
未だに電熱線のことがひっかかっています。なんでこんなやっかいなものを増やしたのかな?と(笑)。

細い・太いの発熱の違いですが,来年度以降は「太い方が熱い」と明確になるようですね。電流の強弱による発熱の違いも調べるようですし。
ここは「電熱線が太けりゃ電気もいっぱい流れてパワーが出る!」と,単純明快に頭に入れてもらうのが良いのかな?という気がしてきました。(↑のあやさんの答にもなっていますでしょうか?)

細かな条件によるブレはこれから先にいっぱい苦労してもらうとして,実験ではそれが目に付かないように,教える側はせいぜい工夫・といったところでしょうか。

(連投申し訳ありません)
しかし,将来学ぶであろうジュールの法則「Q=RI^2t」との整合
性を考えると,やはり「太い・細い」を単純に言い切るのはた
めらわれますね。
むしろ,発熱を抑えるために大電流の流れる場所には太い配線
使わなきゃならない事や,なぜ送電線は高い電圧を使うのか?
という事を考えると,この実験は有害のような気も。
・・・やっぱり引っかかります。

あや様
レスポンス遅くて、すみません。
Hyaru様が、代わりに答えを出してくださいました。
(Hyaru様、ありがとうございます。)

Hyaru様

>来年度以降は「太い方が熱い」と明確になるようですね。
>電流の強弱による発熱の違いも調べるようですし。
そうなんですか!?
某MLでもだいぶ問題になっていましたが、
う~ん、どういう意向なんでしょうか。。。?
決まってしまったものは仕方がないので、
子どもたちが混乱しないように教えるだけなのですが…。

ジュールの法則は、今度の改訂でも中学校で復活しませんでした。
文科省の方針として、
”世間の8~9割方の人々は、
 「電力の大きい方がより発熱する」という知識でよい”
ということなのだろうと、理解します。

確かに中学生には難しい内容で、
単に公式に当てはめた計算問題になってはいましたが…。
ここのあたりがネックになって、
理科嫌いが増えていった気もする領域です。
(教科書の内容を軽くしたところで、
 引っかかる人が減るとも思えないですけど。)

高校で物理・化学を選択せず、
中学校レベルに毛が生えたくらいで理科教員になった私からすると、
確かにジュールの法則を知らなくても生活はできるなぁと思います。
一部の技術者や専門家がそちら方面をより勉強するのでもいいのかもとも思います。
でも、だったら高校でもっと物理・化学が選択できるようにして欲しい。
あぁ、そんなことまで言っていたらキリがないですね。

思いつくままに書いたら長文になってしまいました。

レスありがとうございます。
> >来年度以降は「太い方が熱い」と明確になるようですね。
> >電流の強弱による発熱の違いも調べるようですし。
> そうなんですか!?
先日どこかで指導要領的なもので見た気がしたのですが,昨日から
どこ探しても見当たりません。私の勘違いかもしれません。

ジュールの法則は中学には含まれてないのでしょうか!?
知りませんでした・ちょっと驚きです。
ワット数の大きい器具使う時,発熱しないようにと考え,わざ
わざ細い貧弱な延長コード使って火事になったら,文科省は責
任とってくれるのでしょうか(^^;

Hyaru様

学校に届いていた補助教材を見てみました。
確かに、「太い電熱線の方が熱い」と
まとめに追加されていました。
実験内容も微妙に変更点があるようですね。
教師用の補助教材が届いたら、
しっかり教材研究したいと思います。

細い方が温まるのが速い。
という結果は変なのですかね?

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