바늘이 튀는 크기를 무엇이 정하는지 재보기

물리 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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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: 감은 수 100·200·400번 코일에 같은 자석을 떨어뜨리기 (비교용: 같은 코일에 자석을 절반 속력으로 넣은 경우)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 100번 감은 코일에 전압계를 연결하고, 같은 높이에서 자석을 떨어뜨려 최대 눈금을 [칸 A]에 적으세요.
  2. 200번, 400번 감은 코일로 바꿔 같은 높이에서 떨어뜨린 최대 눈금을 [칸 A]의 표에 적으세요.
  3. 가로축을 감은 수, 세로축을 최대 눈금으로 잡고 세 점을 [칸 B]에 찍어 이으세요.
  4. 200번 코일에 자석을 넣는 데 걸린 시간을 초시계로 재어 [칸 C]에 적으세요.
  5. 같은 코일에 자석을 절반 속력으로 넣으며 걸린 시간과 최대 눈금을 [칸 D]에 적으세요.
  6. [칸 A]의 눈금에 [칸 C]의 시간을 곱한 값을 계산해 [칸 E]에 적으세요.
  7. 자석 2개를 겹쳐 200번 코일에 같은 속력으로 넣고 최대 눈금을 [칸 E] 아래에 적으세요.
칸 A — 감은 수별 최대 눈금 표
칸 B — 감은 수 - 최대 눈금 그래프
칸 C — 넣는 데 걸린 시간
칸 D — 절반 속력일 때 시간·눈금
칸 E — 눈금 × 시간
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 B]의 세 점은 어떤 모양으로 놓였나요? 감은 수를 4배로 했을 때 눈금이 몇 배가 되었는지 숫자로 확인하고 두 양의 관계를 쓰세요. (15점)

✎ 감은 수를 4배로 하니 눈금이 약 ___배가 되었다. 그러므로 …

(2)⑤에서 속력을 절반으로 하니 시간과 눈금이 각각 어떻게 되었나요? [칸 E]의 곱한 값들이 비슷했나요? 이것이 우연인지 규칙인지, 다른 높이에서 직접 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. ___ cm 높이에서 해 보니 곱한 값은 …

(3)⑦에서 자석 2개를 겹쳤을 때 눈금은 어떻게 달랐나요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼을지 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 계산한 것을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어와 단위를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)감은 수·속력을 바꿔 가며 눈금과 시간을 빠짐없이 재고 그래프·계산을 지시대로 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)감은 수·시간과 눈금의 관계를 숫자로 확인해 설명하고, 조건을 바꿔 직접 검증한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름과 단위를 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

바늘이 튀는 크기를 무엇이 정하는지 재보기 · 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.패러데이 법칙의 식을 쓰고, 식에 붙은 (-)부호가 뜻하는 바를 서술하시오.
2.200번 감은 코일을 지나는 자기 선속이 0.4초 동안 0.02 Wb에서 0.06 Wb로 변했다. 유도 기전력의 크기를 구하시오.
3.50번 감은 코일이 있고 코일 면적이 0.02 m², 자기장이 0.1초 동안 0.3 T만큼 수직으로 변했다. 유도 기전력의 크기를 구하시오.
4.100번 감은 코일에서 0.2초 동안 12 V의 유도 기전력이 생겼다면 자기 선속의 변화량은 얼마인가?
5.같은 자석을 코일에 두 배 빠르게 통과시키면 유도 기전력의 최댓값과 걸린 시간이 각각 어떻게 되는지 쓰고 이유를 서술하시오.
정답
1. ε = -N·ΔΦ/Δt. (-)는 유도 기전력이 자기 선속의 변화를 방해하는 방향으로 생긴다는 뜻(렌츠 법칙). 2. ε = N·ΔΦ/Δt = 200×(0.04/0.4) = 20 V 3. ε = N·A·ΔB/Δt = 50×0.02×0.3/0.1 = 3.0 V 4. ΔΦ = ε·Δt/N = 12×0.2/100 = 0.024 Wb 5. 기전력 최댓값은 약 2배, 걸린 시간은 약 1/2배가 된다. ΔΦ는 같은데 Δt가 절반이 되므로 ΔΦ/Δt가 2배가 되기 때문.
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