小学校の時は実験を通して学べる理科が好きだったのに、中学・高等学校で出てくる数多くの法則や公式、数式にだんだん嫌気がさし、理科嫌いになってしまった人も少なくないと思います。本書は小・中・高の電気・磁気の学びの中で、繰り返し出てくる大切なテーマに沿って、主に大学入試問題を例題にあげ、「解きほぐし」を行っていきます。一見すると手も足も出ないような問題をやさしく言い換え、図をつけ加えて、小学生の頃の体験に基づく豊かなイメージやモデルをもとにざっくり理解できるように。実は小学校理科にすべての答えがあるのです。
電気や磁気の学習を通して、学びの楽しさを伝えようという「未来の先生」や、電気や磁気の「一番大切なところ」を伝えたいと日々格闘している「いまの先生」、そして電気や磁気という曲がりくねった小路に迷い込んでしまった「本当に知りたい」と望むすべての方々にお送りします。
はじめに
第1章 電気の正体を探る〜イメージ豊かな電気の理解のために〜
摩擦による静電気を実感する(電気の学びの基礎・基本)
静電気を支配する電子(粒子モデルから考える)
物質と電子の振る舞い(静電誘導と誘電分極)
第2章 電気回路〜電圧へのアプローチ〜
電圧のイメージ(水流モデルから考える)
電流、電圧を測定する(電流計、電圧計のはたらきと接続のしかた)
第3章 電場と磁場の世界〜電磁気の織りなす世界〜
クーロンの法則と電場・磁場(地形図モデルの導入)
電圧は電気のエネルギー(地形図モデルで電圧の意味を考える)
電気回路の学び方(地形図モデルの活用)
第4章 電動のしくみ〜電磁石とモーターの秘密を解き明かそう〜
さまざまな形の電流がつくる磁場(直線、円形、ソレノイドに流れる電流と磁場)
磁場と磁場とのぶつかり合い(二つの磁場がつくる新しい世界)
電流がつくる磁石の世界(モーターの原理)
第5章 発電のしくみ〜電磁誘導を理解しよう〜
コイルと磁石がつくる電流の世界(誘導電流の流れる向きを考える)
誘導電流の大きさを変える(ファラデーの法則)
手回し発電機から広がる電気の世界(モーターの二つのはたらき)
第6章 電気・磁気から電磁気学へ〜電磁気を支配する4つの方程式〜
電気・磁気では何が基礎・基本か(電場・磁場の織りなす世界を求めて)
マクスウェルの打ち立てた4つの式(力線を数学の言葉で表そう)
ファラデーを師と仰いだマクスウェル(マクスウェルのファラデーの評価)
引用・参考文献
索引
