움직일 때만 깨어나는 바늘
통합과학 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 아래는 막대자석을 코일에 넣거나 뺄 때, 가운데가 0인 바늘 계기가 움직인 기록입니다. 가 옆에 가만히 둠—0칸 · 나 N극 천천히 넣기—오른쪽 2칸 · 다 N극 빠르게 넣기—오른쪽 5칸 · 라 N극 천천히 빼기—왼쪽 2칸 · 마 더 센 자석 N극 천천히 넣기—오른쪽 4칸 · 바 S극 천천히 넣기—왼쪽 2칸. (넣을 때 손이 밀리고, 뺄 때 당기는 느낌이 났습니다.) 이 기록을 지시대로 정리해 규칙을 찾으세요. 예제: N극을 코일에 넣는 실험 (비교용: 자석을 코일 옆에 가만히 둔 경우)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①기록 가~바 중 바늘이 움직이지 않은 것과 움직인 것을 나누어 [칸 A]에 적어 보세요.
- ②바늘이 움직인 기록을, 오른쪽으로 움직인 것과 왼쪽으로 움직인 것으로 나누어 [칸 B]에 적어 보세요.
- ③바늘이 가장 크게(칸 수가 가장 많이) 움직인 기록의 기호를 [칸 C]에 적어 보세요.
- ④기록 나와 견주어 바늘을 더 크게 움직이게 한 기록을 모두 찾아 [칸 D]에 적고, 나와 무엇이 달랐는지 옆에 쓰세요.
- ⑤기록 나와 견주어 바늘을 반대쪽으로 움직이게 한 기록을 모두 찾아 [칸 E]에 적고, 나와 무엇이 달랐는지 옆에 쓰세요.
칸 A — 바늘이 움직이지 않은 기록 / 움직인 기록
칸 B — 오른쪽으로 움직인 기록 / 왼쪽으로 움직인 기록
칸 D — 나보다 크게 움직인 기록과 바뀐 점
칸 E — 나와 반대쪽으로 움직인 기록과 바뀐 점
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)기록 가는 바늘이 전혀 움직이지 않았습니다. 나·다·라와 무엇이 달라서 그랬을지, 바늘이 움직이려면 무엇이 있어야 하는지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 가는 자석을 ___ 두었고, 나·다·라는 자석을 ___ 했기 때문에 …
(2)[칸 D]에서 무언가를 바꿨더니 바늘이 더 크게 움직였습니다. '자석을 빠르게 움직이면 바늘이 더 크게 움직인다'는 것은 나·다에서 생긴 우연일까요, 다른 자석·코일에서도 생기는 규칙일까요? 어느 쪽에 걸지 정하고, 확인하려면 어떤 실험을 더 해 봐야 할지 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 확인하려면 ___를 바꿔 가며 …
(3)넣을 때는 손이 밀리는 느낌, 뺄 때는 당기는 느낌이 났고, 바늘 방향도 넣을 때와 뺄 때가 반대였습니다. 코일은 자석의 움직임에 대해 어떻게 반응한다고 말할 수 있을까요? 두 사실을 연결해 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 기록을 처음 보는 친구가 규칙을 스스로 찾게 하려면 어떤 순서로 정리하게 할지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장 이유를 붙이세요. 빼도 되는 기록이 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 찾아낸 규칙을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 과학책에서 배운(또는 배울) 용어를 하나씩 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 여섯 기록을 지시대로 빠짐없이 나누고, 나와 비교해 바뀐 점을 정확히 찾아 적음 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 움직이지 않은 기록의 차이를 설명하고, 우연/규칙 판단에 확인 방법까지 이유를 붙임 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 정리 순서에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 용어를 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
움직일 때만 깨어나는 바늘 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.코일 근처에서 자석을 움직일 때 코일을 지나는 자기장이 변하면서 코일에 전류가 흐르는 현상을 무엇이라 하는지 쓰고, 이때 코일에 흐르는 전류의 이름을 쓰시오.
2.코일에 흐르는 유도 전류를 더 세게 하는 방법을 세 가지 쓰시오.
3.막대자석의 N극을 코일에 가까이 할 때 코일에 흐르는 유도 전류는 자석의 움직임을 어떻게 하는 방향으로 흐르는가? 코일과 자석 사이에 작용하는 힘(척력/인력)과 함께 설명하시오.
4.다음 중 코일에 유도 전류가 흐르지 않는 경우를 모두 고르시오. (가) 자석을 코일 속에 넣는 중 (나) 자석을 코일 속에 넣은 채 정지시켜 둠 (다) 자석을 코일에서 빼는 중 (라) 자석과 코일을 나란히 같은 속도로 함께 움직임
5.교통 카드를 판독기(단말기)에 가져다 대면 요금이 정산된다. 카드 속 코일에 전류가 만들어지는 과정을 전자기 유도로 설명하시오.
정답
1. 전자기 유도 · 유도 전류
2. ① 자석을 더 빠르게 움직인다 ② 자기력이 더 센 자석을 쓴다 ③ 코일을 더 많이 감는다 (패러데이 법칙)
3. 자석의 접근을 방해하는 방향으로 흐른다. 코일의 자석 쪽 면이 N극이 되어 서로 밀어내는 척력이 작용한다.
4. (나), (라) — 코일을 지나는 자기장이 변하지 않으므로 전류가 흐르지 않는다
5. 판독기가 만드는 자기장 속에서 카드를 대는 순간 카드 속 코일을 지나는 자기장이 변하고, 전자기 유도로 코일에 유도 전류가 흘러 카드의 칩을 작동시킨다.