세게 밀수록 덜 사라지는 까닭
통합과학 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 발전소에서 먼 마을까지 전선을 따라 전기를 보냅니다. 이 전선은 매초 6000을 보내고, 전기가 지나갈 때 이를 막는 정도는 5입니다. '미는 세기'를 바꿔 가며 도중에 사라지는 양을 직접 계산해 보고, 그 결과를 여러분의 말로 해석·성찰하세요. 정답 문장은 정해져 있지 않으니 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 매초 6000을 보내는 전선 (막는 정도 5) (비교용: 막는 정도가 2배(10)인 전선)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①미는 세기 500·1000·1500·3000 각각에 6000÷세기 를 계산해 흐르는 양을 [칸 A]에 차례로 적어 보세요.
- ②[칸 A]의 각 값에 (그 값)×(그 값)×5 를 계산해 도중에 사라지는 양을 [칸 B]에 차례로 적어 보세요.
- ③[칸 B]에서 세기가 500에서 1000으로 2배가 될 때 사라지는 양은 몇 배가 되는지 [칸 C]에 적어 보세요.
- ④세기는 1500으로 두고 막는 정도만 5에서 10으로 바꿔 사라지는 양을 다시 구해 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤위 네 값이 아닌 세기 하나를 스스로 골라 흐르는 양과 사라지는 양을 구해 [칸 E]에 적어 보세요.
칸 A — 각 세기에서 흐르는 양 (6000÷세기)
칸 B — 각 경우에 사라지는 양 (흐르는 양×흐르는 양×5)
칸 C — 세기 2배일 때 사라지는 양은 몇 배
칸 D — 막는 정도 2배(10)에서 사라지는 양
칸 E — 내가 고른 세기의 흐르는 양·사라지는 양
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 B]를 보면 미는 세기가 커질수록 사라지는 양은 어떻게 변했나요? 왜 그렇게 되는지 [칸 A]의 흐르는 양과 연결해 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 세기를 키우면 흐르는 양이 ___해지고, 사라지는 양은 흐르는 양을 ___ 곱해 정해지므로 …
(2)세기를 2배로 하면 사라지는 양이 1/4로 줄어드는 것이, 500·1000이라서 생긴 우연일까요, 어떤 세기에서도 생기는 규칙일까요? [칸 E]에서 고른 값과 그 2배 값으로 직접 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 세기 ___와 그 2배 ___로 해 보니 …
(3)[칸 D](막는 정도 2배)는 세기 1500일 때의 [칸 B] 값과 무엇이 달랐나요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼을지 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, '미는 세기'·'흐르는 양'·'막는 정도'·'사라지는 양'이 각각 교과서에서 배운(또는 배울) 어떤 과학 용어인지 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 세기마다 흐르는 양과 사라지는 양을 정확히 계산하고, 막는 정도를 바꾼 경우도 바르게 구함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 세기가 커질 때 사라지는 양의 변화를 근거를 들어 설명하고, 다른 값으로 규칙을 직접 확인함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
세게 밀수록 덜 사라지는 까닭 · 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.발전소에서 전기를 멀리 보낼 때, 송전선의 저항 때문에 도중에 사라지는 전력을 무엇이라고 하는지 쓰시오.
2.송전선의 저항이 4Ω이고 흐르는 전류가 5A일 때, 이 송전선에서 손실되는 전력을 구하시오. (손실 전력 = I²R)
3.같은 전력을 보낼 때 송전 전압을 2배로 높이면, 송전선에 흐르는 전류와 손실 전력은 각각 몇 배가 되는지 쓰시오.
4.다음 중 송전 과정에서 전력 손실을 줄이는 방법으로 옳은 것을 고르시오. (가) 송전 전압을 높인다 (나) 송전 전류를 높인다 (다) 송전선의 저항을 크게 한다
5.고전압 송전은 손실을 줄이지만 감전·방전 위험이 크다. 이 위험을 줄이는 안전장치를 한 가지 쓰고, 교류를 높은 전압의 직류로 바꿔 손실·전자파를 줄이는 송전 방식의 이름을 쓰시오.
정답
1. 손실 전력(송전 손실)
2. 5²×4 = 100 W
3. 전류 1/2배, 손실 전력 1/4배 (P=VI로 전류가 1/2배 → I²R이 1/4배)
4. (가)
5. 안전장치: 애자로 절연(또는 전선 지중화·고압 차단 스위치·송전탑을 높이 설치) · 방식: 초고압 직류 송전(HVDC)