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5年生の電磁石の問題の意味をおしえてください!
子供が理科のドリルをしていたのですが、①、②の問題の意味がわからないといいます。学校での実験では導線の長さは各それぞれの班は長さが違っていても結果は変わらなかったそうなんです。また、コイルの導線の巻き数が多いと強くなることはわかっているようです。
私も説明が出来ないため、子供が納得するような説明を教えていただけたらと思います。

「5年生の電磁石の問題の意味をおしえてくだ」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • こちらが問題の回答です。

    「5年生の電磁石の問題の意味をおしえてくだ」の補足画像1
      補足日時:2017/03/28 23:57

A 回答 (6件)

1.は、曖昧な表現がありますね。


 「かん電池の数」は「かん電池」のつなぎ方に【直列】と【並列】の記述がありませんので、判断できませんね。
 他の「導線のまき数」「導線の全部の長さ」は曖昧な表現ではありません。

 「かん電池を【直列】にするのか【並列】にするのか判断できません。
  【直列】なら関係し【並列】なら関係しません。
  他の2つは関係が…」
 と答えるのが正解なんですけどね。
 …どこかに【直列】とでも暗黙の了解みたいなものがあるのかもしれませんが、
  小学校三年生か四年生くらいに【直列】と【並列】のつなぎ方について学んでいるはずですのでこの表現は受け入れがたいですね…

2.は、小学五年生で問題にしてよいのか悩む問いです。
 導線は電気をよく流しますが、実は抵抗があるのです。(1Ωとか100Ωとか表記されるアレです)
 しかし導線に使われる抵抗は非常に小さく、100mくらい使わないと目に見える抵抗にはならないのです。
 いわゆる無視しても良い…といったレベルなので、「導線の抵抗は無い」と小学五年生では考えるのではないでしょうか。
 (使うケースに応じて円周率を「3」としたり「3.14」としたり「3.14159265」とするのと同じ話です)
 中学生でも「導線の抵抗は無い」として考えていたと思います。
 (円周率は小学校では「3」、中学校では「3.14」、高校生以上ではケースに応じて…使い分けているはず)
 学校で実験した時は50cmとか1mとかそんな長さだったのでしょう。
 現実的に考えても100mの導線を使って小学生が実験をすることは無いでしょう。

 すると、この場合は単に…
 「導線の長さが影響するのか分からないから、同じ条件にするため」
 くらいに考えるべきと思います。

 厳密な実験では「導線の全部の長さは影響する」のですが、
 お子さんは理科の実験で「導線の全部の長さは電磁石の強さに影響しない」と学んで、
 「導線の全部の長さを同じにする」必要を感じていないのです。
 そりゃ混乱するでしょう。

 …しかも、1で関係する?って問いの後なんだよね。
 そう考えると、このドリルを作った人は【能無し】なんだろう。
 そのドリルが学校教材なら先生に不満を伝えて良いと思います。

・・・
なわけで、
1.は、
 「全部」。
 ただし、
 「かん電池」を並列に繋ぐときは関係しない。
 「導線の全部の長さ」が短いときはほとんど関係しない。

2.は、
 「導線の全体の長さ」が短いときは関係しないが、
 長い時は「導線の全部の長さが関係する」から。

と、めんどくさい子の回答になってしまいますね。
普通はこんな小学生いないぞ。もうクレーム付けても良いレベル。
…自分はこんな「めんどうな子」でしたけどね(´・ω・`)
 マジで…
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この回答へのお礼

助かりました

回答ありがとうございます。やっぱりちょっと問題の出し方良くないですよね。。今日本屋さんで購入したドリルなんです。子供はムキになって問題にプンプン怒って半泣きしてしまい、私はどうしていいのかわからず。。明日子供に説明したいと思います。ありがとうございます。

お礼日時:2017/03/29 00:03

納得してもらえばいいんですよね。


設問(問題)は「電流の強さ」と「電磁石の強さ」の関係なので、電流を変化させる必要があります。
「どうやって電流(の強さ)を変える?」
と質問してみてください。
おそらく、
「電池の(直列の)個数を変える」
と言う答えが返ってくると思います。
つまり、この問題の回路を使う場合、「電流の強さを変えるためには、電池の個数は一定にできないのです。」
※「途中に(可変)抵抗をいれる」なんて答えがかえってきたらもっと楽しいのですが、この問題には書かれていないのでそこは納得してください。

「導線の長さを変える」
でも、電流は変わります。
>学校での実験では導線の長さは各それぞれの班は長さが違っていても結果は変わらなかったそうなんです。
これは、実験を行った学校側のミスです。
市販されている1巻がどれくらいの長さかは知りませんが、最大長はその長さまでやるべきです。
当然、設問のように電流の強さも測って、「なぜ長くすると電磁石が弱くなるのだろう?」まで、実際にやるべきだったのです。
コイルに使用するのですから、おそらくエナメル線を使用しています。
エナメル線の抵抗値の例です。
http://www.swcc.co.jp/tamagawa/pdf/pro_7.pdf

そこで設問②に意味が出てきます。
「コイルに巻かない分」をつくって全部の長さを同じにしておかないと、
「多く巻くことによって導線の長さが長くなると電流が下がり、電磁石が強くならない」結果になりかねません。
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この回答へのお礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。子供も納得したようです、ありがとうございます。

お礼日時:2017/04/05 00:38

No.1,2です。



 結構こういった模範解答に不満な面を以前から持っているので,ついついしつこく回答して申し訳ない。

 電池の数に関しては,私は模範回答について理解不可能。

 No.3さんの言われるように並列という条件ならまだ理解はできる。

 しかし,導線の長さを替えてはならない程厳密な事を言うならば,単1と単3電池では条件が変わるのも当然だし,極端に言えば,電池1本と,電池100本並列だったら,小学生の実験で使う導線の長さより結果変わると思いますね。(まあ,単1電池100本使うのも極端ですけど。)

 電池1.5Vは公称電圧で,電池単品だと1.6V位あります。逆に1.5Vしかないのは,もう残り少ない電池。
 電磁石繋いだら,1V位になるのかも?条件によりますけど,ここまで突っ込んで測った事もないので何とも言えませんけど。
 電池100本もあれば,1.5V位を保持して電流1.5倍は流れるかも。

 (電圧とか電流の多い少ないに間違いはないと思ってますが,数値としては実験もしてないので,感覚で書いています。)
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この回答へのお礼

へこむわー

私も同じ気持ちになることがあるので分かります。学校の教科書だったりドリルなら先生に聞けるのですが、書店のものは一方的に思いが溜まるのでもどかしくなります。

お礼日時:2017/03/29 00:42

書店で購入したドリルですか。



お子さんは理解されているようですので、その怒りは納得ですよ。
勉強嫌いにならないよう、ちゃんとケアしてあげてください。
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この回答へのお礼

ありがとう

ほんとそうですよね、謎めいたままにしないで聞いてみてよかったです(^^)ありがとうございます。

お礼日時:2017/03/29 00:14

No.1です。

補足です。

>学校での実験では導線の長さは各それぞれの班は長さが違っていても結果は変わらなかったそうなんです。


 理論的には,電池の数(同じ電圧)で電磁石の巻き数も同じならば,全体の導線の長さが短い方が磁石としては強くなる事は間違いない。抵抗が下がるので流れる電流が増えますので,それだけ電磁石が強くなる。(流れる電流できまります。)
 
 私が先に難しいと言ったのは,少なくとも図にある実験でその程度の強弱の判別は無理という事。少々の導線の長さ気にしません。

 まあ,導線が方や1km位(もっと短くてもクリップを引きつける力に影響でるとは思うけど,詳しいところは使った線の特性がわからないと答えは出ない)余計にあれば,差はわかると思いますけど,学校の実験でそんな差はないと思います。
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この手の問題難しいですよね。



現実的は考慮すべきところ,些細なので小学校では考慮しないとか。
指導要綱でもないけど,どこまで突っ込んで良いのかわからない。

①の場合,乾電池の数と,導線の巻き数は間違いない。これは基本的な理屈。電池1つと2つでは2倍になります。(正しくは2倍にはならない。電池の内部抵抗がありますので電流が2倍まで行きません。この辺りは1ランク2ランク上の話かもね)

 導電の全部の長さと言われると・・・どこまで想定しているのかな?導線だって長くなれば抵抗が増える訳で,電流が減る事になる。条件が変化する事は間違いないので,当然ながら実験条件として考慮するべき。ただ,小学生レベルでここまで考えているのか?これがわからない・・・


・・・と,①の問題だけで考えるとそうなるけど,②の問題を見ると①は全部考慮するべきと言っているのかと思う。というか,導線の長さは同じにしないとダメですよと,問題文が言っていますから。
①の導線の長さは同じにしないといけませんと,答を言っています。

従い,①の答えは全部当てはまると判断します。

②の答えは,導線の長さを同じにするという事は,抵抗値を同じにする。すなわち,直流の場合電流が同じになる。巻線である部分と単なる導線の部分での影響が異なるということ。

こんな説明でお分かりいただけましたか?
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この回答へのお礼

助かりました

回答ありがとうございます。私も①は全部だと思い、子供も全部だと言っていたのですが、回答では、導線の巻き数と導線の全部の長さ この2つのみ回答となっているんです。なんだかこの問題、あまり良い問題の出し方ではないなと思ったのですが、子供は回答に納得いかないようでベソをかいてふて寝してしまいました。でもhousyasei-usagiさんの説明で理解出来ました。ありがとうございます。

お礼日時:2017/03/28 23:56

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