고등학교 물리학 · 전기와 자기 · 2022 개정 교육과정
[12물리02-03] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12물리02-03] 축전기에서 전기 에너지를 저장하는 원리가 각종 센서와 전기 신호 입력 장치 등 실생활 제품에서 활용됨을 설명할 수 있다.
성취기준 해설
축전기에서 전기 에너지가 저장되는 원리와 활용 방안을 다루되, 축전기의 전기 용량, 연결, 유전체는 포함하지 않는다.
쉽게 풀어 보면
축전기는 마주 보는 두 도체판에 크기가 같고 부호가 반대인 전하를 나누어 모아 판 사이 전기장에 에너지를 저장하는 장치예요. 이 원리가 터치스크린, 정전식 키보드, 콘덴서 마이크, 카메라 플래시 등에서 어떻게 쓰이는지 설명하는 것이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
축전기가 숨어 있는 물건들
- 전지에 연결된 축전기의 두 판에 전하가 어떻게 쌓이는지 그림으로 나타내고, 축전기 전체의 알짜 전하가 얼마인지 쓰세요.
- 충전된 축전기를 LED에 연결하면 잠시 불이 켜졌다가 서서히 어두워지는 까닭을 에너지 관점에서 설명해 보세요.
- 정전식 터치스크린이 손가락은 인식하지만 일반 장갑을 낀 손은 잘 인식하지 못하는 이유를 조사하여 쓰세요.
- 콘덴서 마이크에서 소리에 따라 진동판과 고정판 사이 간격이 변할 때 전기 신호가 만들어지는 과정을 설명하세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 스마트폰 화면을 손가락과 연필 끝으로 각각 눌러 보고 반응이 다른 까닭을 추측해요.
- 전개 1: 전해 축전기를 건전지로 충전한 뒤 LED에 연결해 불이 켜지는 시간을 관찰하고 저장된 에너지가 어디서 왔는지 토의해요.
- 전개 2: 터치스크린, 정전식 키보드, 콘덴서 마이크의 구조 그림을 모둠별로 맡아 축전기 역할을 하는 부분을 찾아 발표해요.
- 정리: 축전기가 전하를 분리해 전기장에 에너지를 저장하고 필요할 때 빠르게 내보낸다는 특징을 사례와 묶어 정리해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
카메라 플래시는 전지에서 직접 전류를 받지 않고 축전기를 먼저 충전한 뒤 순간적으로 방전시켜 빛을 낸다. 축전기가 에너지를 저장하는 원리를 설명하고, 이런 방식을 쓰는 까닭을 전지와 비교하여 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 두 판에 크기가 같고 부호가 반대인 전하가 분리되어 판 사이 전기장에 에너지가 저장됨을 밝히고, 축전기는 저장한 에너지를 매우 짧은 시간에 방출할 수 있어 순간적으로 큰 전력이 필요한 플래시에 알맞음을 설명함 |
| 중 | 축전기가 전하를 저장했다가 방출한다는 점은 설명했으나 전기장에 에너지가 저장된다는 점이나 순간 방전의 장점 중 하나를 빠뜨림 |
| 하 | 축전기가 전기를 모아 두는 장치라고만 쓰고 저장 원리나 전지와의 차이를 설명하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
축전기 충전과 방전 관찰 활동에서 충전된 전해 축전기에 LED를 연결하면 빛이 점점 약해지는 현상을 판 사이 전기장에 저장된 에너지가 줄어드는 과정으로 설명함. 정전식 터치스크린의 구조를 조사하여 손가락이 닿으면 화면 전극 주변의 전하 분포가 변해 위치가 감지됨을 그림으로 정리함. 생활 속 축전기 활용 사례 지도를 제작하여 발표함.
이 예시는 186자, 나이스 기준 456Byte예요. 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
축전기가 전지처럼 화학 반응으로 전기를 만들거나 전하를 새로 생성한다고 생각하는 학생이 많아요. 충전은 한 판의 전자를 다른 판으로 옮겨 전하를 분리하는 과정일 뿐이고 축전기 전체 전하는 0이며, 에너지는 분리된 전하 사이의 전기장에 저장된다는 점을 그림으로 짚어 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.