- 세 전선 구간 중 몇 구간을 이어야 전구가 켜질지 먼저 예상합니다.
- 전지, 스위치와 전구 사이의 전선을 하나씩 직접 연결하고 스위치를 열고 닫으며 전구 상태를 관찰합니다.
- 전구가 켜진 회로와 꺼진 회로에서 끊어진 곳이 있는지 비교해 닫힌 길을 근거로 설명합니다.
- 전류, 철심과 도선 조건을 같게 둔 20회·40회 코일 중 어느 쪽이 더 강할지 예상합니다.
- 두 코일에 같은 전류 조건을 적용하고, 전류를 끊었을 때와 흐르게 했을 때를 비교해 전자석의 특징을 설명합니다.
- 전지의 한쪽과 전구만 연결해서는 불이 켜지지 않습니다. 전지에서 출발해 전구를 지나 다시 전지로 돌아오는 끊어지지 않은 길이 필요합니다.
- 스위치는 전기를 새로 만들지 않고 회로의 길을 이어 주거나 끊습니다.
- 전자석은 영구 자석과 달리 전류가 흐를 때 작동하며, 전류를 끊으면 자석의 작용도 멈춥니다.
- 코일을 많이 감으면 언제나 같은 정도로 강해지는 것은 아닙니다. 전류, 철심, 도선 굵기와 감는 간격 같은 다른 조건을 같게 두고 비교해야 합니다.
- 학생이 전선을 하나씩 연결하게 하고, 전구가 켜지기 직전 어떤 곳이 마지막으로 이어졌는지 말하게 합니다.
- 스위치를 열고 닫으며 전기 회로가 끊어진 상태와 이어진 상태를 회로의 길로 설명하게 합니다.
- 전자석은 전류가 흐를 때만 작동한다는 점을 전류 켜기·끄기로 확인합니다.
- 20회와 40회 비교에서는 전류와 철심을 같게 두었다는 조건을 먼저 확인하고 감은 수만 근거로 말하게 합니다.
- 실제 실험에서는 규격에 맞는 부품을 사용하고 전지 양 끝을 전선으로 바로 잇는 합선을 피하게 합니다.
- 전구가 켜진 회로에는 전지에서 출발해 다시 전지로 돌아오는 끊어지지 않은 길이 있나요?
- 전선을 모두 연결해도 스위치가 열려 있으면 전구가 켜지지 않는 까닭은 무엇인가요?
- 20회와 40회 코일을 공정하게 비교하려면 어떤 조건을 같게 두어야 하나요?
- 전류를 끊었을 때 전자석은 영구 자석과 어떤 차이를 보이나요?
칠판 정리
전지에서 출발해 전기 부품을 지나 다시 전지로 돌아오는 길이 이어져야 전류가 흐르며, 같은 조건에서는 코일을 더 많이 감은 전자석이 더 강하다.
- 전지와 전지 끼우개
- 전구와 소켓
- 피복 전선
- 스위치
- 철못과 코일
- 콘센트 전기는 사용하지 않고 수업용 저전압 전지와 규격에 맞는 부품만 사용합니다.
- 전지의 양 끝을 전선으로 바로 연결하는 합선을 만들지 않으며, 전선이나 전지가 뜨거워지면 즉시 연결을 끊습니다.
수업 전 준비
- 전기의 이용 단원에서 닫힌 회로의 조건과 코일 감은 수에 따른 전자석의 정성적 차이를 근거로 설명합니다.
- 준비물: 전지와 전지 끼우개, 전구와 소켓, 피복 전선, 스위치, 철못과 코일
관찰 순서
- 세 전선 구간 중 몇 구간을 이어야 전구가 켜질지 먼저 예상합니다.
- 전지, 스위치와 전구 사이의 전선을 하나씩 직접 연결하고 스위치를 열고 닫으며 전구 상태를 관찰합니다.
- 전구가 켜진 회로와 꺼진 회로에서 끊어진 곳이 있는지 비교해 닫힌 길을 근거로 설명합니다.
- 전류, 철심과 도선 조건을 같게 둔 20회·40회 코일 중 어느 쪽이 더 강할지 예상합니다.
- 두 코일에 같은 전류 조건을 적용하고, 전류를 끊었을 때와 흐르게 했을 때를 비교해 전자석의 특징을 설명합니다.
교사용 진행 큐
- 학생이 전선을 하나씩 연결하게 하고, 전구가 켜지기 직전 어떤 곳이 마지막으로 이어졌는지 말하게 합니다.
- 스위치를 열고 닫으며 전기 회로가 끊어진 상태와 이어진 상태를 회로의 길로 설명하게 합니다.
- 전자석은 전류가 흐를 때만 작동한다는 점을 전류 켜기·끄기로 확인합니다.
- 20회와 40회 비교에서는 전류와 철심을 같게 두었다는 조건을 먼저 확인하고 감은 수만 근거로 말하게 합니다.
- 실제 실험에서는 규격에 맞는 부품을 사용하고 전지 양 끝을 전선으로 바로 잇는 합선을 피하게 합니다.
학생 질문
- 전구가 켜진 회로에는 전지에서 출발해 다시 전지로 돌아오는 끊어지지 않은 길이 있나요?
- 전선을 모두 연결해도 스위치가 열려 있으면 전구가 켜지지 않는 까닭은 무엇인가요?
- 20회와 40회 코일을 공정하게 비교하려면 어떤 조건을 같게 두어야 하나요?
- 전류를 끊었을 때 전자석은 영구 자석과 어떤 차이를 보이나요?
칠판 정리
- 전지에서 출발해 전기 부품을 지나 다시 전지로 돌아오는 길이 이어져야 전류가 흐르며, 같은 조건에서는 코일을 더 많이 감은 전자석이 더 강하다.
- 안전 유의: 콘센트 전기는 사용하지 않고 수업용 저전압 전지와 규격에 맞는 부품만 사용합니다. 전지의 양 끝을 전선으로 바로 연결하는 합선을 만들지 않으며, 전선이나 전지가 뜨거워지면 즉시 연결을 끊습니다.
모형 확인
- 회로 구성판은 전지·스위치·전구를 잇는 세 전선 구간과 스위치 상태만 판정합니다. 도선의 저항, 전지 전압, 전구의 정격과 열 발생은 계산하지 않습니다.
- 전구는 밝기 퍼센트나 임의 점수 없이 닫힌 길이 완성 여부에 따른 켜짐·꺼짐만 나타냅니다.
- 전자석 비교는 전류의 크기, 철심, 도선 굵기와 코일이 감긴 구간을 같게 둔 채 20회와 40회 감은 조건을 정성적으로 비교합니다.
- 전자석의 자기력이나 붙는 물체 수를 수치로 만들지 않습니다. 실제 실험에서는 전지 상태, 도선 저항, 감는 간격과 철심 재료에 따라 결과가 달라질 수 있습니다.