전선 옆에서 바늘이 흔들릴 때
중등과학 2-1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 남북으로 놓인 곧은 전선과 그 아래 나침반 네 개 (비교용: 전지의 두 극을 서로 바꾸어 연결한 경우)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①스위치를 열어 둔 채, 전선 아래 놓인 나침반 네 개의 바늘 방향을 [칸 A]에 화살표로 그리세요.
- ②스위치를 닫고, 같은 나침반 네 개의 바늘 방향을 다시 [칸 B]에 화살표로 그리세요.
- ③[칸 A]와 [칸 B]를 비교해서 방향이 달라진 나침반에 모두 ◯표 하세요.
- ④[칸 B]의 화살표들을 전선을 가운데에 두고 하나의 선으로 이어 [칸 C]에 그리세요.
- ⑤전지의 두 극을 서로 바꾸어 연결하고 스위치를 닫은 뒤, 바늘 방향을 [칸 D]에 그리세요.
- ⑥나침반을 전선에서 두 배 멀리 옮기고 스위치를 닫아, 바늘이 돌아간 정도를 [칸 E]에 '크다 / 작다'로 적으세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C]에 이어 그린 선은 전선을 가운데에 두고 어떤 모양이 되었나요? 그 모양을 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 전선을 가운데에 두고 ___ 모양이 되었다. 왜냐하면 바늘들이 모두 ___ 쪽을 …
(2)④에서 나온 모양은 이 전선이라서 생긴 우연일까요, 어느 전선에서나 생기는 규칙일까요? 나침반을 전선의 다른 지점 옆(위·옆쪽 등)으로 직접 옮겨 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 나침반을 ___ 위치로 옮겨 보니 …
(3)[칸 D]는 [칸 B]와 무엇이 달랐나요? 그리고 [칸 E]에서는 무엇이 달라졌나요? 두 변화가 서로 같은 종류의 변화인지, 다른 종류의 변화인지 여러분의 생각을 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 네 개의 바늘 방향을 빠짐없이 그리고, 비교·표시·연결 지시를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자신의 가설에 이유를 붙였고, 나침반을 다른 위치로 직접 옮겨 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
전선 옆에서 바늘이 흔들릴 때 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 아래 문제는 앞면 활동에서 확인한 내용을 과학 용어로 정리한 것입니다.
1.직선 도선에 전류가 흐를 때 도선 주위에 생기는 자기장의 모양을 쓰고, 그 방향을 정하는 규칙을 설명하시오.
2.종이면에 수직으로 꽂힌 직선 도선에 전류가 종이면 밖으로(우리 쪽으로) 흐르고 있다. 이 도선을 종이면 위에서 내려다볼 때 자기장은 시계 방향인가, 반시계 방향인가? 이유와 함께 쓰시오.
3.직선 도선 주위 한 지점에서 자기장의 세기는 전류의 세기에 비례하고 도선으로부터의 거리에 반비례한다. 전류를 2배로 하면서 동시에 도선으로부터의 거리도 2배로 하면 그 지점의 자기장 세기는 처음의 몇 배가 되는가?
4.직선 도선 주위의 자기장이 더 세지는 경우를 모두 고르시오. (가) 전류의 세기를 크게 한다 (나) 측정 지점을 도선에서 더 멀리 옮긴다 (다) 도선을 여러 번 감아 코일로 만든다 (라) 전지의 두 극을 서로 바꾸어 연결한다
5.남북 방향으로 놓인 직선 도선 바로 아래에 나침반을 놓고 전류를 흘렸더니 나침반의 N극이 동쪽으로 돌아갔다. 도선에 흐르는 전류의 방향은 북쪽인가, 남쪽인가?
정답
1. 도선을 중심으로 도선에 수직인 평면 위에 그려지는 동심원 모양이다. 오른손 엄지를 전류의 방향으로 향하게 하고 나머지 네 손가락으로 도선을 감아쥘 때, 네 손가락이 도는 방향이 자기장(자기력선)의 방향이다.
2. 반시계 방향. 오른손 엄지를 우리 쪽(종이 밖)으로 향하면 네 손가락이 반시계 방향으로 감긴다.
3. 1배(처음과 같다). 세기 ∝ I/r 이므로 2I/2r = I/r 로 변하지 않는다.
4. (가), (다) — (나)는 거리에 반비례하므로 약해지고, (라)는 자기장의 방향만 반대가 될 뿐 세기는 변하지 않는다.
5. 남쪽(북 → 남). 오른손 엄지를 남쪽으로 향해 도선을 감아쥐면 도선 아래쪽에서 네 손가락은 동쪽을 향하므로, 도선 아래의 자기장 방향이 동쪽이 되어 N극이 동쪽으로 돌아간다.