물리교육 학습지도안 (전기장)

소개글

물리교육 학습지도안 (전기장)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

⇒ 전위가 같은 곳을 연결하여 얻어지는 선 또는 면을 등전위선 또는 등 전위면이라 한다.
<탐구 실험>
- 제목 : 등전위선 그리기
- 준비물
: 평평한 판, 모눈종이, 먹지, 알루미늄 포일, 드릴, 전압계, 전지,
검류계, 전극
- 과정
1. 평평한 판에 전극을 고정시킬 곳 두 군데를 드릴로 뚫자.
2. 이 판위에 아래 그림과 같이 모눈종이를 놓고, 그 위에 먹지의 검은 면이 모눈종이와 마주 보도록 깐 다음 알루미늄 포일로 덮자.
3. 드릴로 뚫어 놓은 구멍을 찾아서 전극 단지 A, B를 고정시키자.
4. 아래 그림과 같이 전극단자에 전압계와 전지를 연결하자.
5. 그림 (가)와 같이 전압계의 (-)단자는 A에 연결하고 (+)단자는 B쪽으 로 이동하면서 전압계의 전압이 1V, 2V, 3V, …를 가리키는 지점을 찾 아서 1V, 2V, 3V,…로 표시하자.
6. 그림(나)와 같이 검류계의 단자 하나를 1V의 위치에 고정한 다음, 다 른 단자를 움직이면서 검류계의 바늘이 0을 가리키는 지점을 찾아 선 으로 연결하자.
7. 과정6과 같은 방법으로 2V, 3V,…일 때, 0인 지점들도 찾아 선으로 연결하자.
그림(가)
그림(나)
- 정리
1. 선으로 연결된 지점들은 무엇을 의미하는가?
⇒ 등전위선
2. 등전위선의 간격은 단자에서 멀어질수록 어떻게 되는가?
⇒ 단자에서 멀어질수록 전기장이 약해져서 등전위선이 성글다는 것을 확인 할 수 있다.
본
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지
보
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다.
- 아래의 그림과 같이 전위가 같은 지점을 연결하여 얻어지는 선 또는
면을 무엇이라고 하는가?
⇒ 등전위선 또는 등전위면
- 등전위선 위의 모든 점에서는 전위가 같으므로 전위차가 없다.
그러므로 등전위선 위에서 전하를 이동시킬 때에는 일을 필요로 하지 않 는다.
- 전기장 내에 있는 (+)전하가 받는 전기력의 방향은 전기장의 방향과 같 으므로 등전위선과 전기력선은 어떻게 나타나는가?
⇒ 등전위선과 전기력선은 항상 수직하게 만난다.
- 전기장이 센 곳에서는 등전위선이 조밀하게 되고, 전기장이 약한 곳에 서는 등전위선이 성글게 된다.
<토의하기> (P.159)
등전위선을 지도의 등고선과 비유할 때 서로 비슷한 점에는 어떠한 것이 있는지 토의해 보자.
⇒ 산이 높을수록 등고선이 조밀하게 되고, 낮을수록 등고선이 성글하게 된다.(전기장이 센 곳은 등전위선이 조밀하고 약한 곳은 성글게 된다.)
<물음7>
등전위선을 따라서 (+)전하를 움직일 때, 전하에 해 주어야 하는 일 은 얼마인가?
⇒ 등전위선 위의 모든 점에서는 전위가 같으므로 등전위선 위에서 전하 가 움직일 때는 일이 필요하지 않는다.
<심화학습> (P.160)
- 아래의 그림은 각각 (+)전하와 (-)전하와 (+) 와 (+) 점전하 주위의 등 전위면과 전기력선을 그린 것이다.
- 등고선의 경우 등고선이 촘촘한 곳은 경사가 가파르고, 성긴 곳은 경사가 완만하다. 그렇다면 등전위면은 어떠한가?
⇒ 등전위면이 촘촘하게 그려진 곳은 전기장의 세기가 세고, 성글게 그려 진 곳은 전기장의 세기가 약하다.
등
고
선
과
비
교
설
명
한
다.
<예제3>
아래의 그림은 (+)전하가 놓인 A점과 (-)전하가 놓인 B점 사이의 전위차 가 80V일 때의 등전위선과 전기력선을 나타낸 것이다. 실선은 등전위선, 점선은 전기력선이다.
(1) 1C의 전하를 b에서 c까지 옮기기 위해서 해 주어야 하는 일은 몇J인 가?
⇒ b점과 c점은 같은 등전위선상에 있으므로 전위가 같다. 그러므로 전하를 옮기는 데 필요한 일이 없다.
(2) 1C의 전하를 d에서 a까지 옮기기 위해서 해 주어야 하는 일은 몇 J인가?
⇒ a점과 d점의 전위차는 40V이고 전기력선을 거슬러 움직여야 하므로 일 을 해 주어야 한다.
W = qV = 1C * 40V
= 40J
학
생
들
에
게
나
와
서
직
접
풀
어
보
게
한
다.
<생활 속의 물리> (P.161)
접지의 필요성
- 일상 생활에서 사용하는 전기 기구의 사용 설명서를 보면 접지를 하 도록 권유하고 있다. 그 이유는 무엇인가?
⇒ 감전 사고를 예방하기 위한 것이다.
- 보통 인체에 50mA 이상의 전류가 흐르면 심장을 움직이고 있는 근육이 경련을 일으켜 치사할 위험성이 있다.
- 왜 접지를 하면 감전이 예방 되는 것일까?
⇒ 접지는 전기 기구를 지구 표면에 연결하는 것인데, 지구 표면의 전 위를 0으로 할 경우 전위를 0으로 만드는 것이다.
- 아래의 그림(가)는 접지를 하지 않아 인체를 통해 지구로 전류가 흘 러 감전이 된다. 그림(나)와 같이 접지를 하게 되면 누전이 되더라도 접지의 저항은 거의 없으므로, 인체에는 전위차가 거의 없게 된다.
그림(가) 그림(나)
접
지
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필
요
성
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학
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들
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조
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다.
정
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질
의

응
답
및
정
리
1. 전기장과 전기력선을 간단히 설명 하라.
2. 전위와 전위차를 간단히 설명하 라.
3. 등전위선이란 무엇인가?
⇒ 전하 주위에 전기력이 작용하는 공간을 전기장이라 한다. 전기장 내에 있는 작은 (+)전하가 힘을 받아 이동할 때 이루어지는 선을 전기력선이라 한다.
⇒ 전기장 내에 있는 전하가 어떤 점에서 단위 양전하가 갖는 전기 적인 위치 에너지를 전위라고 하 고, 전기장 내의 양전하 +q를 한 지점에서 다른 지점으로 이동시킬 때 두 점 사이에 전위의 차이가 있는데 이 전위의 차이를 전위차 라고 한다.
V =
⇒ 전기장에서 전위가 같은 지점을 연결하여 얻어지는 선을 등전위선 이라고 한다. 등전위선은 전기력선 과 항상 수직하게 만난다. 전기장 이 센 곳은 등전위선이 조밀하고, 전기장이 약한 곳은 등전위선이 성 글게 된다.
학
생
들
이
질
문
에
답
하
도
록
하
고
그
내
용
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정
리
해
준
다.
- 이해문제
⇒ 이해문제는 시간이 여유로울시 풀어보고 시간이 부족한 경우에 는 과제로 대체한다.
- 과제
⇒ 우리 주위에서 축전기가 이용되는 예를 찾아보자.
차
시
예
고
3. 축전기
3-1. 축전기는 어떻게 전기를 저장할까?
3-2. 축전기의 합성 전기 용량은 어떻게 될까?

키워드

물리교육,   학습지도안,   전기장