実験 東京書籍 ３年 Ｐ１８ 電解質の水溶液と金属板で電流が 取り出せるかしらべよう 啓林館 Ｐ88 Ｐ91 ・金属板(鉄、銅、亜鉛、マグネシウムリボン) ・発泡ポリスチレンの板 ・ビーカー(100ml） ・電圧計 ・電源装置 ・豆電球(2.5V用) ・電子オルゴール ・光電池用モーター・みの虫つきｸﾘｯﾌﾟ導線 ・食塩水 ステップ ❶ ❷ ❸ ❹ ３ 金属板と水溶液を選び電流が 取り出せるか調べる。 ２種類 を選ぶ 電子オルゴールや光電池用 モーターをつないでみる。 電圧計をつないで電圧を測る。 電圧計の針のふれ方から、どちらが＋極で、どちら が－極かを見る。 金属板の組み合わせや水溶液を変える 同じ金属板の組み合わせでも、電流が取り出せるかやってみる。 ステップ ❻ ・アルミニウム板 ２枚の金属板を電解質の水 溶液の中に入れる。 ステップ ❺ ・うすい塩酸(約１％) ３年 粒子 実験 予備実験には、さらに 調べた結果を表にまとめる 金属板の組み合わせごとに、電子オルゴールの鳴り方や光電池用 モーターの回り方を表にまとめよう。 食塩水やうすい 塩酸の濃度はど れくらいがいい の？。 ・うすい塩酸、食塩水ともに、濃度によっ てほとんど起電圧に変化はなくむしろ濃 度が低い方が高くなる場合もあった。食 塩水で２％程度、うすい塩酸では、１％程 度がよい。 ・マグネシウムは、５％のうすい塩酸とは 激しく反応し、３０秒程度で溶けてしま う。１％では、１０分以上原形を留めてい た。 ５ ％ 塩 酸 に １ 分 つ け た 。 東京書籍 ３年 Ｐ１８ 電解質の水溶液と金属板で電流が 取り出せるかしらべよう 実験 啓林館 Ｐ88 Ｐ91 予備実験データ 【試料となる液体の作り方】 薬品名 薬品の作り方 食塩水 ※(２％) ２gの食塩を98gの精製水に溶かす。そのうちビーカーに80㎝３分入れる。 うすい塩酸 ※(１％) ２％ 食塩水 金属 金属 Ｃｕ 起電圧 ＋極金属 Ｆｅ 起電圧 ＋極金属 Ｚｎ 起電圧 ＋極金属 Ａｌ 起電圧 ＋極金属 Ｍｇ 起電圧 ＋極金属 それぞれ80cm３分 ３ ３ ３ ３㎝ の濃塩酸を105㎝ 精製水でうすめる。そのうちビーカーに80㎝ 分入 れる。 【金属の組み合わせと起電圧(Ｖ)、＋極の金属】 Ｃｕ (銅) Ｆｅ (鉄) 0.1 Ｃｕ オルゴール× Ｚｎ (亜鉛) Ａｌ Ｍｇ (アルミニウム) (マグネシウム) 0.7 Ｃｕ オルゴール□ 0.5 Ｃｕ オルゴール△ 1.3 Ｃｕ オルゴール○ 0.6 0.3 Ｆｅ オルゴール△ Ｆｅ オルゴール× 1.1 Ｆｅ オルゴール○ イオン化傾向は、 Ｍｇ＞Ａｌ＞Ｚｎ＞Ｆｅ＞Ｃｕの 順であるが、Ａｌ＞Ｚｎは逆転を した。Ａｌ板表面に酸化被膜がで きたためと考えられる。 光電池用モー ターがかすかに 回ったのは、こ の組み合わせだ け。 0.6 Ｚｎ Ａｌ オルゴール× オルゴール△ 0.2 0.8 Ａｌ オルゴール□ 同じ金属でも、表面の不純物な どにより、0.1Ｖ程度の起電 圧が起きる場合も多い。 【電子オルゴールの鳴り方の尺度】 ○…安定してなる。 □…不安定(音程が変化したり、スピードが遅かったり、メロディー分かる程度) △…かすかになる。(ジー・・・などメロディーの判別ができない程度) ×…まったく鳴らない。 発光ダイオードはどの金属の組み合わせも光らない。 ３年 粒子 実験 ３ 東京書籍 ３年 Ｐ１８ 電解質の水溶液と金属板で電流が 取り出せるかしらべよう 実験 【電子オルゴールの鳴り方の尺度】 ○…安定 □…不安定 △…かすか ×…鳴らない 予備実験データ １％ 【金属の組み合わせと起電圧(Ｖ)、＋極の金属】 うすい塩酸 金属 Ｃｕ (銅) 金属 Ｃｕ 起電圧 ＋極金属 Ｆｅ (鉄) 0.1 Ｃｕ オルゴール× Ｆｅ 起電圧 ＋極金属 Ｚｎ 起電圧 ＋極金属 Ａｌ 起電圧 ＋極金属 Ｚｎ (亜鉛) ３年 粒子 実験 Ａｌ Ｍｇ (アルミニウム) (マグネシウム) 0.8 Ｃｕ オルゴール○ 0.6 Ｃｕ オルゴール△ 1.4 Ｃｕ オルゴール○ 0.6 0.4 Ｆｅ オルゴール□ Ｆｅ オルゴール× 1.1 Ｆｅ オルゴール○ 0.6 Ｚｎ Ａｌ オルゴール× オルゴール△ 0.3 を参照 －極がマグネ シウムのもの は光電池用 モーターが 回ったのは、 この組み合わ せと、Ｃｕと Ｚｎの組み合 わ せ。0.8 Ｖ 以上の場合。 0.9 Ａｌ オルゴール○ 【発光ダイオードの光り方】 0.8Ｖ以上の場合にかすか についた。 Ｍｇ 起電圧 ＋極金属 ト ラ イ いろいろな電池をつくってみよう ←実験Ａ 実験Ｂ→ 電圧 0.65Ｖ 電圧 0.55Ｖ ※ダイコン１つ では、0.35Ｖ 電流 0.2mA 電流 0.2mA 電子オルゴール 電子オルゴー は不安定だが鳴 ル は、か す か る。 になる。 備長炭電池の実力 電圧 ０.５Ｖ ※ほぼ12時間変化安定 ２４時間後 電流 ２０mA ※ぎゅっとアルミを握れば200mAを越えた。 電子オルゴールは低い音でゆっくりなる。 発光ダイオードはつかない。 光電池用モーターはゆっくりだが約１２時間も回り続けた。 ３ 実験 電解質の水溶液と金属板で電流が 取り出せるかしらべよう こんな導入いかがでしょう。 単１ 176円電池 一工夫実験 ・10円玉(16枚) ・彫刻刀(丸刀) ・１円玉(16枚) ・レモン(１個) ・ろ紙 ・単３を単１にする電池パック (100均で買える) ❶ 電池パックの 中の仕切りを彫 刻刀で削る。力 業です。 ※１０円玉が入る ようになるまで。 ❹ 10円玉の大き さにろ紙を１５ 枚切り取る。 ❷ ❸ 電池ボックスに１円玉を最初に入れ、次 にろ紙(レモン果汁入り)、次に10円玉と 入れていく。これを16回繰り返す。 ❷で切り取った ろ紙にレモン汁を たっぷり染み込ま せる。 これが１セット １６セット積み上げ るとこうなる。 予備実験データ 単１ 176円電池の実力 電圧 ２.５Ｖ ※１セットでは、0.４Ｖ 電流 ２mA 電子オルゴールは元気よくなる。 発光ダイオードは一瞬だけつく。 光電池用モーターは回らない。 こんなに重ねたのに、電子オルゴールしかまと もに鳴らせないなんてたいしたことないな～ ・日頃使っている電池の性能の良さを 実感！ ・教科書Ｐ２７のボルタの電堆の説明 にもってこい。 ３年 粒子 実験 ３ 電子オルゴールを鳴らしてみよう。 ・金属板(銅板、アルミニウム板) ※一辺15㎝以上あると良い。 ・バット(ろ紙をひたす用) ・ろ紙 ・電子オルゴール ・みの虫つきｸﾘｯﾌﾟ導線 東京書籍 ３年 Ｐ１７ ろ紙 金属板(アルミ板、銅板) 飽和食塩水 (できるだけ濃い液) ・飽和食塩水(約27％) ※２％食塩水でも 行ったが、あまり変化がなかった。 ❶ 右図のように銅板とアルミニウム板、電子オル ゴールをつなぐ。※電子オルゴールの＋極側を銅に つなぐ。 ❷ ろ紙を食塩水にひたし、銅板とアルミニウム板の 上に置く。 ❸ 電子オルゴール ３ 金属板のろ紙の上に手を置く。 教科書P17のように４人ですると。 電圧は0.30V、しかし電流は、ほぼ0mA。 いったいどれくらい の電流が流れている の？ 予備実験データ 【電子オルゴールの鳴り方、電流、電圧の値】 ろ ん 豆 電 球 も つ か な い 。 力４ モ人 ーで タは ー、 も低 反電 応圧 しＬ なＥ いＤ 。も も省 ち電 ３年 粒子 実験 人 数 電子オルゴールの鳴り 電圧(Ｖ) 方 電流(mA) １ 人 か す か「ジ ー」と 鳴っている 0.20 ほぼ０ ２ 人 小さい音でかすか になる。 0.25 ほぼ０ ３ 人 音程が少し低いが 変化するが鳴る。 0.27 ほぼ０ ４ 人 安定して鳴る。 0.30 ほぼ０ 電流計の針がかすか に動く程度。
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