자석을 넣고 뺄 때 바늘이 움직이는지 지켜보기
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: 검류계에 연결한 200번 감은 코일과 막대자석 (비교용: 자석을 코일 안에 넣은 채 가만히 둔 경우)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①200번 감은 코일의 두 끝을 검류계에 연결하고, 아무것도 하지 않은 채 바늘을 [칸 A]에 적으세요.
- ②막대자석의 한쪽 끝을 코일 안으로 천천히 넣으며 바늘이 어느 쪽으로 얼마나 움직이는지 적으세요.
- ③자석을 코일 안에 넣은 채 10초 동안 가만히 두고 바늘을 [칸 B]에 적으세요.
- ④자석을 천천히 빼면서 바늘의 방향과 크기를 [칸 A]에 이어서 적으세요.
- ⑤같은 자석을 이번에는 아주 빠르게 넣었다 빼며 바늘의 크기를 [칸 C]에 적으세요.
- ⑥자석은 그대로 두고 코일만 움직여 자석에 가까이·멀리 하며 바늘을 [칸 D]에 적으세요.
- ⑦자석의 반대쪽 끝으로 바꿔 ②를 다시 하고 바늘 방향을 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — 넣을 때 · 뺄 때 바늘의 방향과 크기
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)바늘이 움직인 때와 움직이지 않은 때를 모두 모아 보면, 바늘을 움직이게 하는 조건은 무엇이라고 할 수 있나요? 여러분의 말로 쓰세요. (15점)
✎ 바늘은 ___할 때만 움직였고 ___일 때는 움직이지 않았다. 그러므로 …
(2)⑤에서 빠르게 움직이니 바늘의 크기가 어떻게 되었나요? 이것은 이 자석이라서 생긴 우연일까요, 어떤 자석·코일에서도 생기는 규칙일까요? 감은 수가 다른 코일로 직접 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. ___번 감은 코일로 해 보니 …
(3)⑥에서 코일만 움직였을 때 결과는 자석을 움직였을 때와 무엇이 같고 무엇이 달랐나요? 그 까닭을 여러분의 생각으로 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 관찰한 것을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 넣기·빼기·정지·속도·반대 극 조건을 빠짐없이 시행하고 바늘의 방향과 크기를 기록함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 바늘이 움직이는 조건을 관찰 결과로 정리하고, 다른 코일로 직접 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
자석을 넣고 뺄 때 바늘이 움직이는지 지켜보기 · 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.전자기 유도가 무엇인지 정의하고, 코일 속에 자석을 넣은 채 정지시키면 유도 전류가 흐르지 않는 까닭을 서술하시오.
2.코일의 N극 쪽으로 자석의 N극을 가까이 가져갈 때 유도 전류의 방향을 렌츠 법칙으로 설명하시오.
3.유도 전류의 세기를 크게 하는 방법 세 가지를 쓰시오.
4.구리관 속으로 강한 자석을 떨어뜨리면 매우 느리게 내려온다. 그 까닭을 서술하시오.
5.발전기가 전자기 유도를 이용한다고 하는 까닭을 서술하시오.
정답
1. 코일을 지나는 자기 선속이 시간에 따라 변할 때 기전력이 생겨 전류가 흐르는 현상. 정지하면 자기 선속의 변화가 0이므로 유도 전류가 흐르지 않는다.
2. 코일은 다가오는 N극을 밀어내려고 자석 쪽 면이 N극이 되도록 전류가 흐른다. 즉 자기 선속의 증가를 방해하는 방향이다.
3. ①자석을 더 빠르게 움직인다 ②더 센 자석을 쓴다 ③코일을 더 많이 감는다(또는 코일 저항을 줄인다).
4. 관에 맴돌이 전류가 유도되고, 이 전류가 자석의 운동을 방해하는 자기력을 작용하기 때문(렌츠 법칙).
5. 코일을 자기장 속에서 회전시켜 코일을 지나는 자기 선속을 계속 변화시키고, 그 결과 유도 기전력이 생겨 전류가 만들어지기 때문.