고등학교 전자기와 양자 · 전자기적 상호작용 · 2022 개정 교육과정
[12전자01-03] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12전자01-03] 자기력선을 이용하여 전류가 흐르는 도선 주위의 자기장의 세기와 방향을 추리할 수 있다.
쉽게 풀어 보면
직선 도선, 원형 도선, 솔레노이드에 전류가 흐를 때 생기는 자기장을 자기력선으로 나타내고 세기와 방향을 추리하는 성취기준이에요. 오른손 법칙으로 방향을 정하고, 직선 도선에서는 B = k·I/r(k = 2×10⁻⁷ T·m/A)처럼 전류에 비례하고 거리에 반비례하는 관계를 자기력선 간격과 연결하는 것이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
전류가 만드는 자기장 추리하기
- 세기 5 A의 전류가 흐르는 긴 직선 도선에서 0.1 m 떨어진 곳의 자기장 세기를 구하세요. (k = 2×10⁻⁷ T·m/A)
- 같은 도선에서 0.2 m 떨어진 곳의 자기장 세기는 0.1 m 지점의 몇 배인지 쓰고, 자기력선 간격이 어떻게 달라지는지 설명해 보세요.
- 종이면에 수직으로 들어가는 방향으로 전류가 흐를 때 도선 주위 자기력선의 모양과 회전 방향을 그리고 쓰세요.
- 평행한 두 직선 도선에 같은 세기의 전류가 서로 반대 방향으로 흐를 때 두 도선 한가운데의 자기장이 어떻게 되는지 쓰세요.
- 솔레노이드 내부의 자기력선이 거의 평행하고 고른 간격으로 그려지는 것이 자기장에 대해 무엇을 뜻하는지 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 전류가 흐르는 도선 아래 나침반 바늘이 돌아가는 외르스테드 실험을 재현하며 전류와 자기장의 관계를 질문해요.
- 전개 1: 직선 도선 주위에 철가루와 나침반을 배치해 동심원 모양의 자기력선을 관찰하고 오른손 법칙으로 방향을 정해요.
- 전개 2: 직선 도선의 B = k·I/r로 거리와 전류에 따른 세기를 계산하고, 원형 도선과 솔레노이드의 자기력선 그림을 비교해요.
- 정리: 두 도선에 전류가 같은 방향, 반대 방향으로 흐를 때 한가운데 자기장이 어떻게 되는지 모둠별로 추리해 발표해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
평행한 두 직선 도선 P, Q가 0.2 m 떨어져 있고 각각 2 A의 전류가 같은 방향으로 흐른다. 두 도선 한가운데 지점과, P에서 Q 반대쪽으로 0.1 m 떨어진 지점의 자기장 세기를 각각 구하고, 자기력선 그림을 근거로 방향을 서술하시오. (k = 2×10⁻⁷ T·m/A)
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 한가운데 지점의 자기장이 0이고 바깥 지점이 약 5.3×10⁻⁶ T임을 바르게 구하며, 오른손 법칙과 자기력선 그림으로 두 도선 자기장의 방향 관계를 정확히 설명함 |
| 중 | 두 지점 가운데 한 곳의 값만 맞게 구했거나, 값은 맞지만 방향 설명이 불충분함 |
| 하 | 거리와 전류의 관계를 적용하지 못하고 두 도선의 자기장을 방향 고려 없이 더하거나 빼기만 함 |
세특 기재 예시 예시
전류에 의한 자기장을 추리하는 수업에서 철가루와 나침반으로 직선 도선 주위의 동심원 자기력선을 관찰하고 오른손 법칙으로 방향을 정확히 판단함. 거리가 두 배가 될 때 자기장 세기가 절반이 됨을 계산과 자기력선 간격 변화로 함께 설명함. 평행한 두 도선 문제에서 전류 방향에 따라 한가운데 자기장이 상쇄되거나 보강되는 원리를 벡터 그림으로 정리하여 친구들에게 설명함.
이 예시는 204자, 나이스 기준 508Byte예요. 과목별 세특은 1,500Byte(500자)까지 써요. 내 문장은 나이스 글자수·바이트 계산기로 세어 볼 수 있어요.
세특에는 학생이 실제로 한 활동과 교사가 관찰한 내용만 써요. 대회명·기관명처럼 쓰면 안 되는 내용은 생기부 기재 금지 사전에서 확인할 수 있어요.
학생들이 자주 헷갈리는 점
자기력선을 전류와 같은 방향으로 뻗어 나가는 선으로 그리거나, 직선 도선의 자기장도 점전하의 전기장처럼 거리의 제곱에 반비례한다고 생각하는 학생이 있어요. 직선 전류의 자기력선은 도선을 감싸는 닫힌 원이고 세기는 거리에 반비례한다는 점을 철가루 관찰과 계산으로 짚어 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 중학교 1∼3학년군 ‘전기와 자기’, 고등학교 ‘통합과학1, 2’의 물질과 규칙성, 환경과 에너지, ‘물리학’의 전기와 자기와 연계된다.
- 전기장과 자기장을 다룰 때, 입자가 장을 만들고 장이 만들어진 곳에 놓인 다른 입자가 힘을 받는다는 의미에서 장이 상호작용의 매개물이라는 것을 인식하게 한다.
- 전자기 상호작용을 다룰 때, 자연 현상 이외에 전자기 상호작용을 이용한 기술들이 다양한 산업 영역에서 활용됨을 소개한다.
- 저항, 축전기, 인덕터, 다이오드, 트랜지스터 등의 소자를 활용한 장치와 회로들이 어떻게 작동하고 일상생활에서 어떻게 활용되는지를 인식하도록 지도한다.
같은 영역의 다른 성취기준
왓퀴즈는 이런 AI예요
왓퀴즈는 한국 학교의 수업과 기록 업무에 맞춘 교사용 AI예요. 이 사전과 같은 2022 개정 교육과정 성취기준 데이터로 학습지, 수업 PPT, 평가계획서 초안을 만들고, 2026학년도 학교생활기록부 기재요령 원문을 바탕으로 세특 초안을 쓰고 기재 금지 표현을 검사해요.