고등학교 물리학 · 전기와 자기 · 2022 개정 교육과정
[12물리02-02] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12물리02-02] 전기 회로에서 저항의 연결에 따라 소비 전력이 달라짐을 알고, 다양한 전기 기구에서 적용되는 사례를 찾을 수 있다.
성취기준 해설
저항의 연결에 따른 차이를 설명하는 사례로 가정에서 여러 개의 전기 제품을 병렬연결하여 사용하는 상황 등을 제시하고, 전기 안전과 연관지어 안전한 전기 사용 방안을 도출하도록 한다.
쉽게 풀어 보면
저항을 직렬로 연결하면 전류가 같고 병렬로 연결하면 전압이 같아서 각 저항의 소비 전력이 달라진다는 점을 이해하는 성취기준이에요. 가정의 전기 기구가 병렬로 연결되는 까닭을 알고, 멀티탭 과부하처럼 전체 전류가 커지는 상황에서 안전하게 전기를 쓰는 방법을 찾는 것이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
직렬과 병렬, 누가 더 밝을까
- 2 Ω과 4 Ω 저항을 12 V 전원에 직렬로 연결했을 때 각 저항의 소비 전력을 구하고 어느 쪽이 더 큰지 쓰세요.
- 같은 두 저항을 12 V 전원에 병렬로 연결하면 각 소비 전력이 얼마가 되는지 구하고 직렬일 때와 비교하세요.
- 가정의 전기 기구를 직렬이 아닌 병렬로 연결하는 까닭을 전압과 독립적 작동의 관점에서 설명해 보세요.
- 220 V 콘센트에 2200 W 전기 난로를 연결하면 흐르는 전류는 몇 A인지 구하고, 한 멀티탭에 여러 고전력 기구를 꽂으면 위험한 까닭을 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 꼬마전구 두 개를 직렬과 병렬로 연결한 회로를 보여 주고 어느 쪽 전구가 더 밝을지 예측해요.
- 전개 1: 저항값이 다른 두 저항을 직렬과 병렬로 연결해 전압계와 전류계로 측정하고 P = VI로 소비 전력을 계산해요.
- 전개 2: 집에 있는 전기 기구의 정격 전력 표시를 조사해 동시에 켰을 때 전체 전류를 추정하고 차단기 용량과 비교해요.
- 정리: 문어발식 멀티탭 사용, 피복이 벗겨진 전선 같은 위험 사례에 대한 안전 수칙을 근거와 함께 정리해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
정격 전압이 같고 정격 전력이 서로 다른 전구 A(저항이 큼)와 전구 B(저항이 작음)가 있다. 두 전구를 직렬로 연결할 때와 병렬로 연결할 때 각각 어느 전구가 더 밝은지 판단하고, 그 까닭을 소비 전력 식을 이용해 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 직렬에서는 전류가 같아 P = I²R에 따라 저항이 큰 A가, 병렬에서는 전압이 같아 P = V²/R에 따라 저항이 작은 B가 더 밝음을 두 경우 모두 정확히 설명함 |
| 중 | 두 경우 중 한 가지만 옳게 판단했거나, 결론은 맞으나 전류와 전압 중 무엇이 같은지 근거를 제시하지 못함 |
| 하 | 정격 전력이 큰 전구가 항상 더 밝다고 답하여 연결 방법에 따른 차이를 고려하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
저항 연결 실험에서 직렬일 때는 큰 저항이, 병렬일 때는 작은 저항이 더 많은 전력을 소비함을 측정값과 계산값을 비교해 확인함. 가정용 전기 기구의 정격 전력을 조사하여 전기 난로와 전자레인지를 한 멀티탭에 함께 쓰면 허용 전류를 넘을 수 있음을 계산으로 보임. 교실 콘센트 사용 안내문을 제작하여 게시함.
이 예시는 171자, 나이스 기준 417Byte예요. 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
멀티탭에 기구를 많이 꽂으면 전압이나 전류가 나누어져 각 기구가 약해질 뿐이라고 생각하는 학생이 많아요. 병렬연결에서는 기구마다 같은 전압이 걸리고 전체 전류는 각 전류의 합으로 커져서 전선이 과열될 수 있다는 점을 계산으로 확인시켜 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 중학교 1∼3학년군 ‘전기와 자기’, 고등학교 ‘통합과학1’의 물질과 규칙성, ‘전자기와 양자’의 전자기적 상호작용과 연계된다.
- 이 영역에서는 전기와 자기의 상호작용을 에너지 관점으로 해석하여 전자기 현상이 전기 회로와 전자 제품 등 실생활에 활용되는 예를 중심으로 접근한다.
- 전기장을 전기력선으로 표현하고 전기장을 정량적으로 구하는 것은 고등학교 ‘전자기와 양자’에서 다루고 있음을 고려할 때, 이 영역에서는 전하에 의해서 전기장이 생성된다는 점을 정성적으로 다룬다.
- 전자기학 원리가 적용된 기기나 제품의 기초 과학 원리를 파악하고, 공학적 설계를 바탕으로 창의적 산출물을 만들어내기 위한 탐구 활동이 포함되도록 기획할 수 있다.
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.