막대를 미는 보이지 않는 손

중등과학 2-1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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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: 말굽자석 사이에 놓인 알루미늄 막대 (비교용: 막대를 자석 바깥으로 옮겼을 때)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 말굽자석 사이 레일 위에 알루미늄 막대를 올리고, 전지를 잇기 전 막대의 처음 위치를 [칸 A]에 그리세요.
  2. 전지를 이어 막대가 밀려간 방향을 [칸 A]의 그림 위에 화살표로 그리세요.
  3. 전지의 +극과 -극을 서로 바꿔 잇고, 이번에 밀려간 방향을 [칸 B]에 화살표로 그리세요.
  4. 전지는 ③ 그대로 두고 자석만 위아래로 뒤집은 뒤, 밀려간 방향을 [칸 C]에 화살표로 그리세요.
  5. 전지를 2개 직렬로 잇고 막대가 밀리는 정도를 '약함·보통·강함' 중 하나로 골라 [칸 D]에 적으세요.
  6. 막대를 자석 바깥쪽으로 5 cm 옮겨 ②를 그대로 반복하고, 관찰한 것을 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — 처음 위치와 밀려간 방향
칸 B — 전지를 반대로 이었을 때
칸 C — 자석을 뒤집었을 때
칸 D — 전지 2개일 때 밀리는 정도
칸 E — 자석 바깥에서 한 결과
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 A]와 [칸 B]를 비교하면 밀려간 방향이 바뀌었습니다. 막대가 밀려가는 방향은 무엇에 따라 정해지는지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ 막대가 밀려가는 방향은 ___가 흐르는 방향과 ___의 극 배치에 따라 …

(2)④에서 자석만 뒤집었을 때의 결과는 [칸 A]와 어떻게 달랐나요? 그렇다면 전지도 바꾸고 자석도 동시에 뒤집으면 어떻게 될지 예상을 쓴 뒤, 직접 해 보고 예상이 맞았는지 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나의 예상은 (같은 방향 / 반대 방향)이다. 직접 해 보니 …

(3)⑥의 [칸 E]는 [칸 A]와 무엇이 달랐나요? 무엇이 있어야 막대가 밀려가는지, 그 차이가 알려 주는 것을 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)각 조건에서 밀려간 방향과 정도를 빠짐없이 관찰해 표시함상 · 중 · 하
해석 (40점)방향이 정해지는 조건을 자기 말로 설명하고, 예상을 세워 직접 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

막대를 미는 보이지 않는 손 · 총 100점
학년
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안내 — 아래 문제는 배운 용어를 사용해 풀어 보세요.

1.자기장 속에 놓인 도선에 전류가 흐를 때 도선이 받는 힘을 무엇이라 하는지 쓰고, 그 힘의 방향이 전류의 방향 및 자기장의 방향과 어떤 관계인지 쓰시오.
2.말굽자석 사이의 도선이 오른쪽으로 힘을 받고 있다. (가) 전류의 방향만 반대로 할 때 (나) 전류와 자기장의 방향을 동시에 반대로 할 때, 힘의 방향은 각각 어떻게 되는지 쓰시오.
3.도선이 받는 자기력의 크기를 더 크게 하는 방법을 두 가지 쓰시오.
4.전류의 방향이 자기장의 방향과 나란할 때 도선이 받는 힘의 크기는 얼마인가?
5.전동기에서 정류자가 하는 일을 쓰고, 정류자가 없다면 코일의 운동이 어떻게 되는지 쓰시오.
6.전동기의 회전 방향을 반대로 바꾸려면 어떻게 해야 하는지 한 가지 쓰시오.
정답
1. 자기력. 힘의 방향은 전류의 방향과 자기장의 방향 모두에 수직이다(플레밍의 왼손 법칙: 검지=자기장, 중지=전류, 엄지=힘). 2. (가) 왼쪽(반대 방향) (나) 오른쪽(처음과 같은 방향) — 두 번 뒤집혀 원래대로 돌아온다 3. 전류의 세기를 크게 한다 / 더 센 자석을 사용해 자기장의 세기를 크게 한다 (도선을 자기장에 수직으로 놓는 것도 최대가 되는 조건) 4. 0 (힘을 받지 않는다). 자기장에 수직일 때 최대이다. 5. 코일이 반 바퀴 돌 때마다 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꿔 주어 코일이 한 방향으로 계속 회전하게 한다. 정류자가 없으면 반 바퀴 후 힘의 방향이 반대가 되어 코일이 계속 돌지 못하고 좌우로 진동(왕복)한다. 6. 전지의 극을 바꿔 전류의 방향을 반대로 하거나, 자석의 두 극을 서로 바꾼다(둘 다 동시에 바꾸면 방향은 변하지 않는다).
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