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磁石(じしゃく)を近づけると、コイルがついた車がゆっくり走りだします。どうして、車は走るのでしょうか。

協力(きょうりょく):NPO法人(ほうじん)日立理科クラブ

用意するもの

【材料(ざいりょう)】

  • カラーボード(厚(あつ)さ1cm程度(ていど)の工作用ボード)
  • ペットボトルのキャップ×8個(こ)(同じ大きさのもの)
  • 電池ボックス(リード線がついてるものがのぞましい)
  • 単(たん)3電池
  • 被膜(ひまく)付(つ)きエナメル線(約(やく)3m)
  • 竹ひごまたは竹串(くし) ×2本
  • ストロー
  • クリップ×2個(こ)

【道具】

  • はさみ
  • カッター
  • きり(千枚通(せんまいどお)し)
  • 丸い棒(ぼう)(直径(ちょっけい)が2〜2.5cm程度(ていど))または単(たん)2乾電池(かんでんち)
  • 紙やすり
  • セロハンテープ
  • 両面テープ
  • 磁石(じしゃく)

きのぽんからのお願(ねが)い

はさみやカッター、きり(千枚通(せんまいどお)し)でけがをしないように気をつけよう。なれない作業は、おうちの人にやってもらってもいいよ!

実験(じっけん)器具(きぐ)の作り方:準備(じゅんび)

(1)コイルを作る

(ア)エナメル線のはしから約(やく)10cmを残し(のこ )て、丸い棒(ぼう)(または単(たん)2乾電池(かんでんち))に30回巻(ま)き付(つ)けて、もう片方(かたほう)も10cm残(のこ)してコイルを作る。

(イ)エナメル線の両はしをコイルにしっかり2回巻(ま)き付(つ)け、左右にのばす。

(ウ)コイルの両はしから約(やく)3cm分、エナメル線の被膜(ひまく)を紙やすりではがす。

きのぽんアドバイス

エナメル線は被膜(ひまく)が塗装(とそう)されているから、被膜(ひまく)をはがさないと、電気が通らないんだ。

(2)電池ボックスの準備(じゅんび)をする

(ア)電池ボックスのたん子( 金属(きんぞく)の部分)を上に向け、たん子の穴(あな)にリード線を通して巻(ま)きつける。

(イ)もう片方(かたほう)のたん子の穴(あな)にもリード線を通して巻き(ま )つける。

(ウ)リード線に被膜(ひまく)が付(つ)いている場合は、両端(りょうたん)から約(やく)2cm分、カッターなどを使って被膜(ひまく)をはがしておく。

きのぽんアドバイス

電池ボックスに最初(さいしょ)からリード線がついてる場合は、(ア)(イ)は、省略(しょうりゃく)してね。

(3)車輪(しゃりん)を作る

(ア)全てのペットボトルのキャップの中心に、きり(千枚通(せんまいどお)し)で穴(あな)をあける。キャップの内側(うちがわ)が向かい合うように2個(こ)ずつセロハンテープでとめ、4つのタイヤを作る。

(イ)竹ひごを14cm、ストローを7.5cmに切る。1つのタイヤの穴(あな)に竹ひごをはめ込(こ)み、さらに竹ひごにストローを通し、竹ひごのもう片方(かたほう)に、タイヤをはめこむ。

きのぽんアドバイス

ペットボトルのキャップにあける穴(あな)の大きさは、ちょうど竹ひごがはまるくらいだよ。穴(あな)が大きすぎて、竹ひごが車輪(しゃりん)からつきだしたときは、つきだした部分をセロハンテープなどで巻(ま)いて、車輪(しゃりん)が竹ひごから抜(ぬ)けないようにしよう。

実験(じっけん)器具(きぐ)の作り方:組み立て

(4)パーツを切り出す

カラーボードからA、B、C、それぞれの大きさのパーツを切り出す。
パーツA 13cm×6.4cm
パーツB 7.5cm×4.8cm
パーツC 5cm×5cm(三角形)

(5)パーツを組み立てる

左の写真のような形になるようにパーツを組み立てる。
パーツB…パーツAに垂直(すいちょく)になるように両面テープでとめる。
パーツC …パーツBを支(ささ)えるように両面テープでとめる。
電池ボックス…パーツBと反対側(がわ)の位置(いち)に両面テープでとめる。

(6)車輪を取り付ける

ストローがパーツAからはみ出る長さが左右で同じになるように、パーツAのうら側(がわ)に車輪(しゃりん)を置(お)き、セロハンテープでしっかりとめる。

※左図:パーツAのうら

きのぽんアドバイス

パーツAのボードは、ストローがつく位置(いち)を少しへこませておくと、台車とストローがしっかりつくよ。

(7)コイルを取(と)り付(つ)ける


(ア) パーツBの後ろ側(がわ)にコイルをセロハンテープでとめる。

(イ) コイルの左はしにクリップをつなぎ、クリップをカラーボードの上部に固定(こてい)する。

(ウ)コイルの右はしを電池ボックスのリード線につなぐ。

(エ)余(あま)った電池ボックスのリード線にクリップをつなぐ。

(オ)電池ボックスに電池を入れる。

きのぽんアドバイス

コイルはしっかりクリップにつなごう。つなぎ方がわるいと電気が流れないし、電気が流れないと車が動かないんだ。

実験(じっけん)のやり方

コイルカーの動かし方

(ア)カラーボードに固定(こてい)したクリップと、リード線につなげたクリップをつなげる。

(イ)磁石(じしゃく)をコイルに近づけると、車がゆっくり走りだす。
また、磁石(じしゃく)を反対にして近づけると、前とは逆(ぎゃく)の方向に走り出す。

きのぽんからのお願(ねが)い

コイルに電流を流すとコイルが熱(あつ)くなるから、コイルにさわる時は気をつけよう。
実験(じっけん)するとき以外(いがい)は電気の接続(せつぞく)を切って(リード線のクリップをボードに固定(こてい)されたクリップからはずして)ね。

この実験(じっけん)のしくみ

コイルに電気が流れると、コイルの付近(ふきん)は磁石(じしゃく)のような性質(せいしつ)になります(磁界(じかい)といいます)。これに普通(ふつう)の磁石(じしゃく)を近づけると、磁石(じしゃく)同士(どうし)が反発、または、吸引(きゅういん)(ひかれる)する力が発生し、コイルカーが動き出します。このようなコイルと磁石(じしゃく)はモーターなどに使用され、家電製品(せいひん)や、その他の多くの製品(せいひん)にも使用されています。

まとめ方

今回の実験(じっけん)を自由研究シートにまとめましょう。

※見本は「浮力(ふりょく)の実験(じっけん)」を例(れい)にしています。

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