対 対象：中学 2 年以上 第 第２版：H2 2７.７.１ 超電導 導リニアが が浮上走 走行する るしくみ １：超電導リ リニアは、世界最高速 速度を記録 録 ２００３（平 平成１５）年 年、山梨リニ ニア実験線で で超 電導リニアの試 試験車両ＭＬＸ０１－１は、鉄道の の世 界最高速度を更 更新する時速 速５８１ｋｍ ｍを記録しま まし た。その車両がリ そ リニア・鉄道 道館に展示さ されています す。 超電導リニアは は他の鉄道と と比べて違う う点がいくつ つか あります。実物 物のリニアの の車両を見て て気づいたこ こと を書いてみよう。 ２：超電導リ リニアが進 進むしくみ 最初に超電導 導リニアが進 進むしくみを を紹介します す。 ガイドウェイに取り付け けられた推進 進コイルに電 電流を流すと と磁界（Ｎ極 極、Ｓ極）が が発生 し、車 車両の超電導磁石との の間で、引き き合う力と反 反発し合う力 力が生じます す。これを利 利用し て超電導リニア アは前進しま ます。下図の の場所で車両 両を前進させ せるためには は、Ｎ極とＳ Ｓ極を どのように配置 置すればいい いでしょうか か？図中にＮ ＮまたはＳを を入れてみよ よう。 車両の動きに に合わせて地 地上コイル の磁界（Ｎ、Ｓ極）を変化 化させ、超 電導リニアは前 前進します。 このしくみは は、回転式の のモーター を直線状に引き きのばしたも もので、リ ニアモーターといいます。モーター 内の回転部分が が車両、外側 側の固定部 分が推進コイル ルに相当しま ます。 ３：コイルに に磁石を近 近づけるとど どうなるか か 下のかっこを をうめてみよ よう。 コイルに磁石 石を近づける ると、コイル ルの中の磁界 界の 変化を妨げるよ ような磁界を を作ろうとす する電流が発 発 生します。 これを と といいます。 これによって て流れる電流 流（誘導電流 流）は強い磁 磁石 を速く動かすほ ほど なり り、 コイルはより強 強い電磁石に になります。この原理を を使 ってリニアは浮 浮上します。 ４ ４：超電導リ リニアが浮 浮上するしく くみ ガイドウェイに取り付け けられた８の の字型 の浮上・案内コイルに車両 両の超電導磁 磁石が 近づくとき、電 電磁誘導によ よりコイルに に誘導 電流が流れ、浮 浮上・案内コ コイルが電磁 磁石に なります。その結 結果、リニア アは浮上しま ます。 そのために、浮 浮上・案内コ コイルにはど どのよ うな磁界（Ｎ極 極、Ｓ極）が が発生するで でしょ うか？図中にＮかＳを入れ れてみよう。 ５：超電導リ リニア展示 示室へ行こう う 超電導リニア ア展示室では は、楽しく リニアについて て学べますの ので、ぜひ 行ってみてくだ ださい。 超電導リニア ア展示室の展 展示を見 て気づいたことや感じたこ ことを書 いてください。 来館 館日 名前 前 年 月 日 中学校 年 組 対 対象：中学 2 年以上 解 答 例 第 第２版：H2 2７.７.１ 超電導 導リニアが が浮上走 走行する るしくみ １：超電導リ リニアは、世界最高速 速度を記録 録 ２００３（平 平成１５）年 年、山梨リニ ニア実験線で で超 電導リニアの試 試験車両ＭＬＸ０１－１は、鉄道の の世 界最高速度を更 更新する時速 速５８１ｋｍ ｍを記録しま まし た。その車両がリ そ リニア・鉄道 道館に展示さ されています す。 超電導リニアは は他の鉄道と と比べて違う う点がいくつ つか あります。実物 物のリニアの の車両を見て て気づいたこ こと を書いてみよう。 浮上走行す するので車輪 輪がない。運 運転席がない。車体の の側面に磁石 石がついてい いる。 流線形をし している。等 等 ２：超電導リ リニアが進 進むしくみ 最初に超電導 導リニアが進 進むしくみを を紹介します す。 ガイドウェイに取り付け けられた推進 進コイルに電 電流を流すと と磁界（Ｎ極 極、Ｓ極）が が発生 し、車 車両の超電導磁石との の間で、引き き合う力と反 反発し合う力 力が生じます す。これを利 利用し て超電導リニア アは前進しま ます。下図の の場所で車両 両を前進させ せるためには は、Ｎ極とＳ Ｓ極を どのように配置 置すればいい いでしょうか か？図中にＮ ＮまたはＳを を入れてみよ よう。 車両の動きに に合わせて地 地上コイル の磁界（Ｎ、Ｓ極）を変化 化させ、超 電導リニアは前 前進します。 このしくみは は、回転式の のモーター を直線状に引き きのばしたも もので、リ ニアモーターといいます。モーター 内の回転部分が が車両、外側 側の固定部 分が推進コイル ルに相当しま ます。 Ｎ Ｓ Ｎ Ｓ Ｎ Ｓ Ｓ Ｎ Ｎ Ｓ ３：コイルに に磁石を近 近づけるとど どうなるか か 下のかっこを をうめてみよ よう。 コイルに磁石 石を近づける ると、コイル ルの中の磁界 界の 変化を妨げるよ ような磁界を を作ろうとす する電流が発 発 生します。 これを 電磁誘導 導 と といいます。 これによって て流れる電流 流（誘導電流 流）は強い磁 磁石 を速く動かすほ ほど なり り、 大きく コイルはより強 強い電磁石に になります。この原理を を使 ってリニアは浮 浮上します。 ４ ４：超電導リ リニアが浮 浮上するしく くみ ガイドウェイに取り付け けられた８の の字型 の浮上・案内コイルに車両 両の超電導磁 磁石が 近づくとき、電 電磁誘導によ よりコイルに に誘導 電流が流れ、浮 浮上・案内コ コイルが電磁 磁石に なります。その結 結果、リニア アは浮上しま ます。 そのために、浮 浮上・案内コ コイルにはど どのよ うな磁界（Ｎ極 極、Ｓ極）が が発生するで でしょ Ｓ Ｎ Ｎ Ｓ うか？図中にＮかＳを入れ れてみよう。 ５：超電導リ リニア展示 示室へ行こう う 超電導リニア ア展示室では は、楽しく リニアについて て学べますの ので、ぜひ 行ってみてくだ ださい。 超電導リニア ア展示室の展 展示を見 て気づいたことや感じたこ ことを書 いてください。 リ リニアが磁力 力によって浮 浮上走行する るしくみがよ よく分かった。ミニシア アターで時速 ５ ５００ｋｍの の疑似体験を をして、リニ ニアの車内の の雰囲気を感じることができた。 今 今のリニアが ができるまで でに５０年以 以上開発を続 続けてきたことに驚い いた。等 来館 館日 名前 前 年 月 日 中学校 年 組 当プログラムのねらい（先生や保護者の皆様へ） １．学習の目標 ・電磁誘導について学習する。 ・磁石の働きについて、興味・関心を持ち、見方や考え方を養う。 ２．期待される教育効果 ・知的好奇心や探究心をもって、科学的に考える能力や態度を育成する。 ・理科の基礎的な知識・技能が、最先端の鉄道に活用されていることを認識させ、 理科を学ぶことの意義や有用性を実感させる。 ３．本学習に関してリニア・鉄道館でなければ得られない体験 ・鉄道の世界最高速度を出した超電導リニアの実物車両や実物の超電導磁石に触れ 大きな車両を浮かせて高速走行させることができる磁石の力を、生徒たちに強く 印象付け、科学に興味・関心を持たせる。 ４．その他、学習・指導面におけるリニア・鉄道館の長所 ・生徒が興味を持ちやすい「鉄道」をテーマとしており、楽しさを入口に学ぶこと ができる。 ・高速鉄道は日本の高い技術力を象徴する分野であり、日本人としての誇りや学習 の大切さを再認識させることができる。 ・理科だけでなく、国土発展の中で東海道が果たしてきた役割や、幕末以降の日本 の歴史などの社会科分野、その他、鉄道に関するスタッフの仕事など、多面的な 学びが期待できる。
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