옆에 놓인 다른 코일의 바늘이 언제 튀는지 보기

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: 같은 철심에 끼운 두 코일(스위치 쪽·검류계 쪽) (비교용: 두 코일을 철심에서 빼어 멀리 떼어 놓은 경우)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 쇠막대에 코일 두 개를 끼우고, 한쪽은 전지와 스위치에, 다른 쪽은 검류계에 연결하세요.
  2. 스위치를 닫는 순간·닫아 둔 동안·여는 순간의 바늘 움직임을 각각 [칸 A]에 적으세요.
  3. 스위치를 닫아 둔 채 가변저항을 천천히 돌려 전류를 올리며 바늘을 [칸 A]에 이어서 적으세요.
  4. 같은 조작을 아주 빠르게 돌려 하고 바늘의 크기를 [칸 B]에 적으세요.
  5. 검류계 쪽 코일을 감은 수가 2배인 것으로 바꿔 ②를 되풀이하고 결과를 [칸 C]에 적으세요.
  6. 두 코일을 쇠막대에서 빼내 20 cm 떨어뜨린 뒤 ②를 되풀이해 [칸 D]에 적으세요.
  7. 닫는 순간과 여는 순간의 바늘 방향을 화살표로 [칸 E]에 그리세요.
칸 A — 스위치 조작별 바늘 움직임
칸 B — 빠르게 돌렸을 때
칸 C — 감은 수 2배일 때
칸 D — 떨어뜨렸을 때
칸 E — 닫을 때·열 때 방향
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)한쪽 회로에 손도 대지 않은 다른 코일의 바늘은 어떤 순간에만 움직였나요? 두 코일이 무엇으로 이어져 있다고 생각하는지 여러분의 말로 쓰세요. (15점)

✎ 바늘은 ___하는 순간에만 움직였다. 두 코일은 서로 닿아 있지 않은데도 …

(2)④와 ⑤에서 바늘의 크기는 어떻게 달라졌나요? 이것은 이 코일이라서 생긴 우연일까요, 어떤 코일 짝에서도 생기는 규칙일까요? 감은 수가 다른 코일로 직접 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. ___번 감은 코일로 해 보니 …

(3)[칸 D]의 결과는 [칸 A]와 무엇이 달랐나요? 쇠막대와 두 코일 사이의 거리가 무엇을 바꿨을지 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)스위치·속도·감은 수·거리 조건을 빠짐없이 시행하고 바늘의 크기와 방향을 기록함상 · 중 · 하
해석 (40점)바늘이 움직이는 순간의 조건을 정리해 설명하고, 다른 코일로 직접 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

옆에 놓인 다른 코일의 바늘이 언제 튀는지 보기 · 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.상호 유도가 무엇인지 정의하고, 1차 코일에 일정한 직류가 흐를 때 2차 코일에 전류가 흐르지 않는 까닭을 서술하시오.
2.상호 인덕턴스가 M = 0.4 H인 두 코일에서 1차 전류가 0.5초 동안 1.0 A에서 3.0 A로 변했다. 2차 코일에 생기는 유도 기전력의 크기를 구하시오.
3.1차 전류가 0.2초 동안 4.0 A 변할 때 2차 기전력이 0.8 V였다면 상호 인덕턴스는 얼마인가?
4.M = 0.3 H인 두 코일에서 2차 기전력을 6.0 V로 만들려면 1차 전류의 변화율은 얼마여야 하는가?
5.두 코일을 같은 철심에 끼우면 상호 인덕턴스가 커지는 까닭을 서술하시오.
정답
1. 한 코일의 전류 변화가 이웃 코일에 유도 기전력을 만드는 현상. 일정한 직류는 자기 선속이 변하지 않으므로 2차 기전력이 0이다. 2. ε₂ = M·ΔI₁/Δt = 0.4×(2.0/0.5) = 1.6 V 3. M = ε₂·Δt/ΔI₁ = 0.8×0.2/4.0 = 0.04 H 4. ΔI₁/Δt = 6.0/0.3 = 20 A/s 5. 철심이 자기 선속을 모아 1차 코일이 만든 자기 선속의 대부분이 2차 코일을 지나가게 하므로 결합이 좋아지기 때문.
2/2