02 마찰 전기

과학전기와 자기중219쪽중2 과학 · 전기와 자기

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이 자료는

중2 과학 「전기와 자기」 시리즈의 두 번째 자료로, 마찰 전기를 다루는 문제 유형 학습지입니다. 문제를 네 가지 유형으로 나누었습니다. 유형은 '마찰할 때 무엇이 이동할까?', '전자 이동에서 전하와 힘을 어떻게 정할까?', '대전열을 어떻게 읽을까?', '빨대 실험은 전자로 어떻게 설명할까?'입니다.

유형마다 '대표문제 → 질문으로 이해하기 → 꼭 기억할 지식과 주의할 점 → 대표문제 풀이 → 적용 문제' 순서로 되어 있습니다. '전자를 잃으면 왜 (+)전하를 띨까?', '명주(비단 천)는 언제나 (−)전하일까?'처럼 학생이 헷갈려 하는 질문 8개에 한줄답과 설명, 비교표가 붙어 있고, 질문마다 '틀린 생각'과 '바른 문장'을 나란히 적어 두었습니다. 마찰 전과 후의 (+) 표시와 전자 표시를 비교한 모형, 털가죽·유리·명주·나무·고무·플라스틱 순서의 대전열 그림, 털가죽으로 문지른 플라스틱 빨대를 실에 매달아 관찰하는 실험 그림이 들어 있습니다.

문제는 대표문제 4개, 적용 문제 10개, 통합 확인 2개로 모두 16문항입니다. 보기 고르기, 전자 표시 수 세기, 대전열로 전자 이동 방향 쓰기, 실험 결과 표 채우기, 틀린 문장 고쳐 쓰기 같은 문항이 섞여 있습니다. 18쪽부터 모든 문항의 정답과 해설, 서술형 인정 범위, 문항마다 '다시 볼 유형'이 있습니다.

미리보기

실제 학습지의 일부입니다. 누르면 크게 볼 수 있습니다.

전자를 잃으면 왜 (+)전하를 띨까 — 전자를 잃을 때와 얻을 때의 전하량 비교표와 마찰 전·후 전자 이동 모형 · 6쪽

대전열을 어떻게 읽을까 — 털가죽·유리·명주·나무·고무·플라스틱 순서의 대전열을 쓰는 대표문제 · 9쪽

빨대 실험 — 플라스틱 빨대 A·B를 털가죽으로 문지르고, 실에 매단 빨대 A에 빨대 B와 털가죽을 가까이하는 실험 그림 · 13쪽

핵심 정리 · 마찰 전기

학습지의 설명 질문 8개와 '꼭 기억할 지식'의 핵심을 짧게 정리했습니다. 그림·표와 16문항은 PDF에 있습니다.

대전, 대전체, 마찰 전기는 어떻게 다른가요?

대전은 물체가 전하를 띠는 현상이고, 대전체는 전하를 띤 물체입니다. 마찰 전기는 마찰하여 물체가 띠게 된 전기입니다. 현상·물체·생긴 전기를 구별하는 말이므로, 전하를 띤 빨대라는 물체는 대전이 아니라 대전체라고 합니다.

마찰할 때 이동하는 것은 원자핵인가요, 전자인가요?

전자입니다. 원자핵은 전자에 비해 매우 무겁고 물체 속에서 자리를 지키며, 일부 전자는 다른 물체와 접촉할 때 옮겨 갈 수 있습니다. 마찰 전기는 접촉한 두 물체 사이에서 전자가 이동하여 생깁니다.

마찰하면 전자가 새로 생기나요?

아닙니다. 마찰은 원래 있던 전자를 옮기는 과정이며 새 전자를 만드는 과정이 아닙니다. 전자가 새로 생기거나 없어지는 것은 아닙니다.

세게 문지른 쪽이 전자를 얻나요?

아닙니다. 두 물질이 전자를 붙잡는 정도가 달라 전자를 잃기 쉬운 쪽에서 얻기 쉬운 쪽으로 이동합니다. 전자 이동 방향은 마찰하는 두 물질의 전자를 붙잡는 정도에 따라 정해지며, 단순히 더 세게 문지른 쪽으로 가는 것은 아닙니다.

전자를 잃으면 왜 (+)전하를 띠나요?

(+)전하가 늘어서가 아니라 (−)전하가 줄어서입니다. 처음 중성인 물체가 전자를 잃으면 전체 (+)전하량은 그대로이고 전체 (−)전하량이 감소하여 (+)가 더 커집니다. 반대로 전자를 얻으면 (−)전하량이 증가하여 (−)전하를 띱니다.

잃은 전자 수와 얻은 전자 수는 다를 수 있나요?

외부와 전자를 주고받지 않았다면 잃은 수와 얻은 수가 같습니다. 처음 두 물체가 중성이고 둘 사이에서만 전자가 이동하면 마찰 후 두 물체가 띠는 전하량도 같습니다. 두 물체의 전체 전자 수를 합하면 마찰 전후가 같습니다.

마찰한 두 물체 사이에는 어떤 힘이 작용하나요?

같은 종류의 전하끼리는 척력, 다른 종류의 전하끼리는 인력이 작용합니다. 처음 두 물체가 중성이었다면 마찰 후 전자를 잃은 쪽은 (+), 얻은 쪽은 (−)이므로 서로 끌어당깁니다.

대전열은 무엇이고 어떻게 읽나요?

대전열은 마찰할 때 전자를 잃기 쉬운 순서로 물질을 나열한 것입니다. 서로 문지르는 두 물질만 골라 위치를 비교하며, (+) 쪽 물질이 전자를 잃고 (−) 쪽 물질이 얻기 쉽습니다. 목록의 모든 물질을 차례로 통과하는 이동 경로가 아니며, 실제 문제에서는 주어진 대전열이나 관찰 결과를 따릅니다.

같은 물질은 마찰하면 언제나 같은 전하를 띠나요?

아닙니다. 상대가 무엇인지에 따라 달라집니다. 같은 물질도 마찰하는 상대에 따라 전자를 얻어 (−)전하를 띠기도 하고 전자를 잃어 (+)전하를 띠기도 합니다.

빨대 실험에서 빨대를 실에 매달고 물체를 닿지 않게 가까이하는 까닭은 무엇인가요?

실에 매다는 것은 작은 전기력에도 움직이게 하기 위해서이고, 닿지 않게 하는 것은 접촉에 따른 전자 이동을 막기 위해서입니다. 움직임이 작으면 마찰이 충분한지, 거리가 너무 먼지, 실이 꼬이거나 빨대가 주변에 닿았는지 점검합니다.

털가죽으로 문지른 플라스틱 빨대는 어떤 전하를 띠나요?

털가죽으로 문지른 플라스틱 빨대는 전자를 얻어 (−)전하를, 털가죽은 전자를 잃어 (+)전하를 띱니다. 전하의 종류를 먼저 정한 다음 인력·척력과 물체의 움직임을 연결합니다.

움직임만 보고 (+)전하인지 (−)전하인지 알 수 있나요?

밀어냄은 두 물체가 같은 종류의 전하를 띤다는 사실을 알려 주지만, 부호 자체는 별도 정보가 필요합니다. 끌림은 중성 물체에서도 나타날 수 있으므로 두 물체 모두 대전되었는지 확인해야 합니다. 빨대 실험에서는 대전열과 전자 이동 정보를 함께 사용하여 부호를 정합니다.

핵심 용어

대전: 물체가 전하를 띠는 현상
대전체: 전하를 띤 물체
마찰 전기: 마찰하여 물체가 띠게 된 전기
원자핵: 전자에 비해 매우 무겁고 물체 속에서 자리를 지키는 것
전자: 다른 물체와 접촉할 때 일부가 옮겨 갈 수 있는 것. 마찰할 때 물체 사이를 이동한다
중성: (+)전하량과 (−)전하량이 같은 상태. 마찰 전 물체의 처음 상태
(+)전하를 띤 물체: 처음 중성이었다가 전자를 잃어 (−)전하량이 줄어든 물체
(−)전하를 띤 물체: 처음 중성이었다가 전자를 얻어 (−)전하량이 늘어난 물체
대전열: 마찰할 때 전자를 잃기 쉬운 순서로 물질을 나열한 것
명주: 비단 천
척력: 같은 종류의 전하끼리 작용하는 힘
인력: 다른 종류의 전하끼리 작용하는 힘

다 풀고 나면

대전·대전체·마찰 전기를 구별하여 말할 수 있다.
마찰 전기가 두 물체 사이의 전자 이동으로 생김을 설명하고, 원자핵은 이동하지 않음을 말할 수 있다.
전자를 잃거나 얻은 물체가 띠는 전하의 종류와 두 물체 사이에 작용하는 힘을 정할 수 있다.
외부와 전자를 주고받지 않을 때 잃은 전자 수와 얻은 전자 수가 같음을 이용해 전자 수를 구할 수 있다.
대전열에서 마찰하는 두 물질만 골라 전자 이동 방향과 각 물체의 전하를 판단할 수 있다.
빨대 실험의 과정과 결과를 전자 이동과 전기력으로 설명할 수 있다.

이렇게 풀면 됩니다

1쪽 '이 편에서 답할 질문'에서 네 유형을 확인합니다. 유형마다 맨 앞의 대표문제(문항 01·04·08·12)를 먼저 풀어 봅니다.
'질문으로 이해하기'의 질문을 읽고 내 답을 말해 본 뒤 한줄답과 설명, 그림·표를 읽습니다. '틀린 생각'과 '바른 문장'을 견주어 보고, '꼭 기억할 지식과 주의할 점'과 대표문제 풀이의 판단 과정으로 내 풀이를 점검합니다.
유형별 적용 문제를 같은 방법으로 풉니다. 유형 3과 유형 4는 9쪽 대표문제의 대전열을 보면서 풉니다. 17쪽 통합 확인 2문항으로 마무리합니다.
18~19쪽 정답과 해설로 맞춰 봅니다. 틀린 문항은 '다시 볼 유형'에 적힌 유형으로 돌아가 다시 읽습니다.

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