電流による磁界を比べる実験を組もう

電流を大きくしたら針が大きく振れたとしても、同時に導線を近づけていたら、どちらが原因か分かりません。一度に変える条件を一つにし、安全に短時間で測ります。

このレッスンの役割

第2段階です。前に見つけた現象を、確かな証拠へ変える実験技能を学びます。電流の大きさ・向き・距離を一つずつ比べ、次へ因果モデルを渡します。

電流値を比べるなら、導線の位置、方位磁針との距離、電流の向き、測定器を固定します。距離を比べるなら、電流値を固定します。記録するのは電流計の値と方位磁針N極の向き・振れです。

導線だけで電源の両端をつなぐと抵抗が小さく、大電流で発熱する危険があります。抵抗器を入れ、スイッチは測定時だけ短く入れます。電流計の端子と最大値も確認します。

方位磁針は机の金属やスマートフォンから離し、導線との高さを毎回そろえます。針が止まってからN極を記録します。

0.2 A、0.4 A、0.6 Aで振れを比べるなら、同じ導線・距離・向きで行います。誤答「0.6 Aだけ導線を針へ近づける」では、電流と距離の効果が混ざります。

確認1：電流値の効果を調べるとき固定する条件を二つ挙げてください。

導線と方位磁針の距離、導線の向き、電流の向きなどです。

確認2：スイッチを短時間だけ入れる理由は？

大電流による導線や電源の発熱を防ぎ、安全と測定条件を守るためです。

確認3：距離と電流値を同時に変えたデータから原因を決められますか？

決められません。一つだけを変える実験が必要です。

一条件だけを変えれば、針の変化をその条件の効果として解釈できます。次は結果を原因と結果のモデルで説明します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。