物理基礎の電磁気学③（直列・並列の豆電球）
１．導入
前回は，電荷や電流という言葉を定義しました。 また電池に導線をつないで発熱させると，どこも同じあたたかさで あることを学習しました。今日はもう少し電流について考えてみたいと思います。
２．課題４：直列回路の電流
では，次の課題を考えてみてください。
生徒の予想：
a．あ＝い＝う ６人
b．あ＝い＜う 多数
ア．IA＝IB＝IC＝I0 １７人
イ．IA＝IB＝IC＜I0 ２２人
※このクラスは前回少しだけ電流について説明したクラスです。
他のクラスではI0＝IA＞IB＞ICなど，電流が少なくなる意見が残っていました。
では，意見を聞いてみましょう。
W君：「豆電球が直列につながっていると，抵抗が大きくなるので，
IA＜I0で，だから「あ」や「い」より「う」の方が暗くなる。」
N君：「電池は同じだから，右も左も同じ電流が流れる。」
ではW君，反論は？
W君：「左のが抵抗が大きいから電流は小さくなると思う。」
なるほどね，N君，明るさは？
N君：「あ＝い＝う」
ということは，電流が小さくても同じ明るさということね。
なるほどね。ちょっと待ってね，bとアを選んだ人は？
（12人が手を挙げる）
はい，ありがとう。S君，どうして？
S君：「電池が同じだから電流は同じだけど，
左は豆電球が２つあるから明るさは半分になる。」
なるほど。
では，ポイントは２つ。
１つ目は，「回路が違っても同じ電流が流れるかどうか」
２つ目は，「電流が同じとき，明るさは同じかどうか」
では，実験して確かめてください。
今日は電流計ではなくテスターを使います。
赤い端子を左の穴にさして，ダイヤルを「１０A」に設定してください。
ちなみに，ちょっとの違いはあまり考えないでね。10分でお願いします。
※中学2年生と実験がかぶっており，
電流計が使えないのでテスターで行った。
デジタルなので，電流も0.01の桁まで表示されてしまうので，
接触抵抗の関係でちょっとずれる。
アナログの方がよい。
※テストができる生徒でも回路をつなぐのが苦手な生徒もいる。
電流計をどのようにつないでいいかわからないよう。
どうでしょうか？結果はどうなりましたか？
結果：明るさ：あ＝い＜う
電流：IA＝IB＝IC＝0.21[A]＜I0＝0.30[A]
ということで，「b．あ＝い＜う」と「イ．IA＝IB＝IC＜I0」が正解。
ということは？
この結果からわかることを記入してください。
３．課題５：並列回路の電流
では，次の課題を考えてみてください。
生徒の予想：
a．あ＝い＝う 多数
b．あ＝い＜う ６人
ア．IA＝IB＝IC＝ID １人
イ．IA＝IB＝IC＜ID 多数
α．IA＝I0 １２人
β．IA＞I0 多数
では聞いてみましょう。
※ここの流れを忘れてしまいましたので，
生徒のプリントからひろいます。
U君：（左は）回路が２つあるので（「あ」と「い」の）明るさは同じ。
１つの電球を通る電流は同じなのでIB=IC=I0。
IAとIDはIBとICの合計なので，でかい。
※IA＝I0の生徒は分岐に関してプリントに記載はあるが，
ほとんどIAとI0の比較に踏み込めていない。
そこに注意を払わなかったのか，定電流概念が根強いのか，
電圧と混同しているのかはきちんと把握できなかった。
結果：明るさ：あ＝い
電流：IA＝IB＝IC＝0.22[A]＜I0＝0.30[A]
ということで，「イ」が正解です。
この結果からわかることを記入してください。
４．まとめ
次回，これらの実験結果をまとめていきたいと思います。
授業を終えて。。。
・まだこのクラスは課題４を踏まえて考えることができている生徒が多い。
・他のクラスでは考えようとしていない生徒も多く，
うまくいっていない。それは私が考えることへの成功体験を与えられていない証拠。
・それでも論点をはっきりさせることが大切。黒板に論点を書いた方が集中した。
・それでも，課題４ではIAがI0の半分に正確にならないこと，
課題５でIBとI0が厳密に一致しないことに気付いた生徒がいたことは嬉しい。
あとで内部抵抗につなげられる。
・ともかく生徒が考えなくてはいけないことが多すぎているのがダメ。
チュートリアルでは，電子の概念も入っていないし，
電流値にはまず着目していない。
では，教科書にはなぜはじめに電子のことがのっているのか？
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