두 금속판이 전기를 얼마나 붙잡아 두는지 재보기
물리 2 · 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: 금속판 장치 가 (비교용: 판 넓이가 다른 장치 나)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①장치 가: 전압 2·4·6 V에서 전하량 8·16·24 μC. 전하량÷전압 값을 [칸 A]에 적어 보세요.
- ②장치 나: 같은 전압 2·4·6 V에서 전하량 4·8·12 μC. 전하량÷전압 값을 [칸 B]에 적어 보세요.
- ③[칸 A]의 세 값끼리, [칸 B]의 세 값끼리 서로 같은지 비교해 보세요.
- ④[칸 A]와 [칸 B] 중 값이 더 큰 쪽을 [칸 C]에 적어 보세요.
- ⑤장치 나는 가보다 금속판이 좁아요. 판 크기와 결과의 관계를 [칸 D]에 적어 보세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]의 세 값이 모두 같게 나왔나요? 이것이 장치 가에서만 생긴 우연일까요, 어떤 장치에서도 생기는 규칙일까요? 전압 8 V에서 장치 가의 전하량이 얼마일지 예측하고, 그 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 8 V일 때 전하량은 ___ μC일 것이다. 왜냐하면 …
(2)같은 전압을 걸었는데도 장치 가와 나의 [칸 A]·[칸 B] 값이 달랐어요. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼다고 생각하나요? (15점)
✎ 두 장치는 금속판의 ___이(가) 다르기 때문에 …
(3)이 '전하량÷전압' 값이 큰 장치와 작은 장치 중, 같은 전압에서 전기를 더 많이 붙잡아 두는 쪽은 어디일까요? 이유와 함께 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) 수학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 값을 정확히 나누어 적고, 두 장치의 값을 빠짐없이 비교함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 값이 일정한 까닭을 근거로 설명하고, 다른 전압으로 예측·검증함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름을 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
두 금속판이 전기를 얼마나 붙잡아 두는지 재보기 · 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.어떤 축전기에 12 V를 걸었더니 전하량 6×10⁻⁴ C이 저장되었다. 이 축전기의 전기용량 C를 구하시오. (C=Q/V)
2.전기용량이 20 μF인 축전기에 100 V를 걸었을 때 저장되는 전하량 Q를 구하시오.
3.전기용량 4 μF인 축전기에 2×10⁻⁴ C이 저장되었을 때, 두 극판 사이 전압 V를 구하시오.
4.평행판 축전기에서 다른 조건은 그대로 두고 극판의 넓이만 2배로 하면, 전기용량은 몇 배가 되는가?
5.평행판 축전기에서 두 극판 사이 간격을 절반으로 줄이면, 전기용량은 몇 배가 되는가? (다른 조건 동일)
6.카메라 플래시에 축전기가 쓰이는 까닭을, 축전기가 하는 일과 연결해 한 문장으로 서술하시오.
정답
1. C = Q/V = 6×10⁻⁴/12 = 5×10⁻⁵ F = 50 μF
2. Q = CV = 20×10⁻⁶ × 100 = 2×10⁻³ C (= 2000 μC)
3. V = Q/C = 2×10⁻⁴/(4×10⁻⁶) = 50 V
4. 2배 (전기용량 C는 극판 넓이 A에 비례하므로)
5. 2배 (전기용량 C는 극판 간격 d에 반비례하므로)
6. 축전기가 전하를 미리 모아 두었다가 짧은 순간에 한꺼번에 방출해 큰 전류를 흘려보내기 때문 (전하 저장 후 순간 방출 성질을 이용)