🔬 理科・実験
乾電池の種類や本数を変えて、豆電球の明るさがどう変わるか調べます。
電池は、電気を流す力(電圧:でんあつ)を持っています。家庭用の単1・単3・単4電池はどれも1.5Vで同じなので、種類を変えても豆電球の明るさはほとんど変わりません。けれども、電池を2本直列につなぐと電圧が2倍になり、明るさが大きく変わります。「種類で変わらない」「本数で変わる」という気づきは、電気のしくみを理解する大切な発見です。電池を多くつなぎすぎると豆電球が切れることもあるため、安全に試せる範囲で電気の流れを学べます。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 豆電球 | 1.5V用を2個 | LEDではなく豆電球 |
| 豆電球ソケット | 1個 | 実験用ソケット1個 |
| 単1乾電池 | 1本 | 単2電池1本 |
| 単3乾電池 | 2本 | 新品の単3電池2本 |
| 単4乾電池 | 2本 | 新品の単4電池2本 |
| 電池ボックス | 単3用1個 | ワニ口クリップつき導線 |
| 導線 | 3本 | ワニ口クリップ導線3本 |
| 照度計アプリ | 1つ | 明るさを5段階で評価 |
| 記録用紙 | A4用紙2枚 | ノート2ページ |
| セロハンテープ | 20cm | マスキングテープ20cm |
手順
回路を確認する
何をする:豆電球が光る基本の回路を作ります。
どうやる:単3電池1本、導線、豆電球ソケットをつなぎ、光るか確認します。
なぜ:電気が一周する道を作ると、豆電球が光ります。
明るさの測り方を決める
何をする:明るさを比べる方法を決めます。
どうやる:照度計アプリを使う場合は、豆電球から10cm離して測ります。使わない場合は5段階で評価します。
なぜ:測る距離が違うと、明るさの数字が変わってしまうからです。
単3電池1本で測る
何をする:基本の明るさを記録します。
どうやる:単3電池1本で豆電球を光らせ、10秒以内に明るさを測ります。
なぜ:長くつけると電池が弱くなり、結果に影響することがあります。
電池の種類を変える
何をする:単1、単3、単4で明るさを比べます。
どうやる:同じ豆電球に、単1電池1本、単3電池1本、単4電池1本を順番につなぎます。
なぜ:単1・単3・単4はどれも電圧1.5Vなので、短時間の明るさはほぼ同じになります。「種類だけでは明るさが変わらない」ことを自分の目で確かめるのが大切です。違いは長時間つけたときの持続力に出ます。
単3電池2本を直列につなぐ
何をする:電池の本数を変えます。
どうやる:単3電池2本をプラスとマイナスがつながる向きで直列につなぎ、豆電球を光らせます。
なぜ:直列にすると電圧が大きくなり、明るさが変わることがあります。
明るさを記録する
何をする:条件ごとの明るさを表にします。
どうやる:それぞれ3回ずつ測り、平均を出します。
なぜ:1回だけだと、接触の具合で結果が変わることがあります。
豆電球の熱も観察する
何をする:光るときの変化を観察します。
どうやる:電源を切ったあと、豆電球が熱くなっていないか近くで感じます。直接さわりません。
なぜ:豆電球は電気を光と熱に変えているからです。
結果をまとめる
何をする:電池の種類・本数と明るさの関係を書きます。
どうやる:明るさの平均を棒グラフにし、明るい順に並べます。
なぜ:条件と結果の関係が分かりやすくなります。
観察ポイント・記録の取り方
| 条件 | 1回目 | 2回目 | 3回目 | 平均 | 気づいたこと |
| 単1電池1本 | |||||
| 単3電池1本 | |||||
| 単4電池1本 | |||||
| 単3電池2本 |
つまずきやすいポイント
⚠️ 豆電球が光らない
なぜ:回路がつながっていない、または電池の向きが違います。
対処:電気が一周しているか、プラスとマイナスを確認します。
⚠️ 数字が毎回大きく変わる
なぜ:照度計との距離が変わっています。
対処:10cmの位置に印をつけて測ります。
⚠️ 豆電球が熱くなる
なぜ:電気が流れると熱も出ます。
対処:長くつけっぱなしにせず、測ったらすぐ切ります。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
明るさの平均を棒グラフにすると分かりやすいです。
「電池の本数」「電圧」「明るさ」の関係を、図で説明しましょう。
タイトル例:
📺 参考動画
▶ 参考動画を検索自由研究の先へ — お子さまの今に合う場所を選んでください。
「自分のスキルや経験を、子どもたちの学びに活かしたい」
そんな先生になりたい大人を、CCN 寺子屋が支えます。
地域で教室を開く・得意を教える・自由研究を伴走する。
受け継いできたものを、次の世代へ。