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電磁石のはたらき４

教科書のような結果が出ないのはなぜか

森竹高裕

　電磁石をパワーアップさせるためには、電池の数を増やす・コイルの巻き数を増やすことではないか、という仮説を立てて実験をした。１回目は、手づくり電磁石でやったのだが〈よくわからない〉という結果が多かった。
　２回目は、電源装置と教材セットにあった１００回巻きと２００回巻きのコイルで試した。これでは予想した通りの結果が出た班と、そうでなかった班の両方が見られた。教科書を見ると次のように書かれている。

　電磁石が鉄を引きつける強さは、コイルに流れる電流が強いことほど強くなる。また電流の強さが同じでもコイルの巻き数が多いほど強くなる。やはり予想通り、電池の数・コイルの巻き数が多いことがパワーアップするようだ。ではどうして教科書のような結果が出なかったのだろう。その原因について考えてみた。

手作り電磁石や教材セットの実験で、教科書のような結果にならなかったのはなぜだろう。　

　まず、１回目の実験と２回目の実験の結果を書き出してみた。

この表は４班のものである。Ａの部分だけでは、教科書通りの結果が出ているが、その他は満足できる内容ではない。１班では、１回目・２回目の実験とも、逆の結果になってしまった。この事実をどう考えたらよいのだろう。まず個人で原因を考えさせた。

• 手作りだから、うまくいかなかったのか。電池の力がもうなかったから、作った電磁石は何回巻いてあるかわかっていなかったからだと思う。
• ちゃんと、５０回巻きとか１００回巻きとか数えていなかったし、いっぱい使ってきた電池だからあまり力がなくて、教科書のようにならなかったと思う。
• みんな巻き数や電池の数が教科書の５０回巻きや１００回巻きのようにできなくてばらばらだったから。
• 教材セットの方が電源装置を使っていたからいいけれど、手作り電磁石はもう使い古した電池を使っているので、弱くなって２個でも１個でも同じになったのかなと思う。

次に、それぞれの考えを出し合い班の人で話し合った。各班の考えは

• 接触が悪かった。小釘を磁石につけてしまっていたから。電池が弱まっていた。エナメル線の巻き方がグチャグチャだったから。
• 教材セットは正確に巻き数が分かるけれど、手作り電磁石は電池の強さも巻き数もバラバラだったから。
• 電池の力が少ないから。コイルの巻き数が少なかったから。

　このように考えた。うまくいかなかった結果についてなぜかを考察する、こうした活動が科学的思考力を高めていくのだと思う。