둥글게 감은 줄의 한가운데 살펴보기

물리 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

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: 반지름 5 cm 둥근 고리 도선 (비교용: 같은 굵기의 곧게 편 도선)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. ①반지름 5 cm로 둥글게 감은 도선을 책상에 눕히고 한가운데에 나침반을 놓으세요.
  2. ②전류를 2.0 A 흘린 뒤 바늘이 어느 쪽을 가리키는지 [칸 A]에 화살표로 그리세요.
  3. ③고리 위 여러 곳(안쪽·테두리 위·바깥쪽)에 나침반을 옮겨 놓고 방향을 [칸 A]에 모두 그리세요.
  4. ④한가운데에서 나침반이 돌아간 각을 재어 [칸 B]에 적으세요.
  5. ⑤반지름 10 cm 고리로 바꿔 같은 전류에서 한가운데 각을 재어 [칸 C]에 적으세요.
  6. ⑥다시 5 cm 고리로 전류만 4.0 A로 올려 한가운데 각을 재어 [칸 D]에 적으세요.
  7. ⑦도선을 곧게 편 뒤 같은 거리에서 각을 재어 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — 고리 안팎의 나침반 방향 그림
칸 B — 반지름 5 cm · 2.0 A
칸 C — 반지름 10 cm · 2.0 A
칸 D — 반지름 5 cm · 4.0 A
칸 E — 곧게 편 도선
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)③에서 고리 안쪽과 바깥쪽의 화살표 방향은 어떻게 달랐나요? 고리 한가운데가 특별한 곳인 까닭을 여러분의 말로 쓰세요. (15점)

✎ 안쪽에서는 화살표가 모두 ___ 쪽이었고 바깥쪽에서는 ___. 그래서 한가운데는 …

(2)[칸 B]와 [칸 C], [칸 B]와 [칸 D]를 각각 비교해 보세요. 반지름과 전류 중 어느 쪽을 2배로 했을 때 각이 커졌나요? 이것이 우연인지 규칙인지, 반지름 20 cm 고리로 직접 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 반지름 20 cm로 해 보니 …

(3)[칸 E]의 값은 [칸 B]와 무엇이 달랐나요? 도선을 둥글게 감은 것이 무엇을 바꿨을지 여러분의 생각을 쓰세요. (10점)

3

성찰 — 활동을 내 것으로 만들기

30점

(1) 순서 다시 짜기 — 이 실험을 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 재고 그린 것을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)위치·반지름·전류를 바꿔 가며 각을 빠짐없이 재고 방향 그리기를 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)반지름·전류와의 관계를 숫자로 확인해 설명하고, 다른 고리로 직접 검증한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
1/2

연습 문제

둥글게 감은 줄의 한가운데 살펴보기 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.원형 전류가 만드는 자기장의 모습을 도선 근처와 중심으로 나누어 서술하고, 중심에서의 방향을 정하는 방법을 쓰시오.
2.반지름 0.10 m인 원형 도선에 3.0 A가 흐를 때 중심에서의 자기장의 세기를 구하시오. (B = 2π×10⁻⁷ × I/R)
3.반지름 0.05 m인 원형 도선에 2.0 A가 흐를 때 중심에서의 자기장의 세기를 구하시오.
4.반지름 0.20 m인 원형 도선 2번 감은 코일에 4.0 A가 흐를 때 중심에서의 자기장의 세기를 구하시오. (B = 2π×10⁻⁷ × NI/R)
5.같은 전류가 흐르는 원형 도선의 중심 자기장이 직선 도선보다 센 까닭을 서술하시오.
정답
1. 도선 근처에서는 도선을 감는 동심원 모양이고, 중심에서는 고리면에 수직이다. 오른손 네 손가락을 전류 방향으로 감으면 엄지가 중심에서의 자기장 방향이다. 2. B = 2π×10⁻⁷×3.0/0.10 ≈ 1.9×10⁻⁵ T 3. B = 2π×10⁻⁷×2.0/0.05 ≈ 2.5×10⁻⁵ T 4. B = 2π×10⁻⁷×2×4.0/0.20 ≈ 2.5×10⁻⁵ T 5. 고리의 모든 부분이 만드는 자기장이 중심에서 같은 방향으로 겹쳐 더해지기 때문이다.
2/2