과학(20319)
Ⅱ. 전기와 자기
- 물체의 대전
마찰 전기 현상의 예를 들고, 물체가 대전되는 현상을 전기력과 원자 모형으로 설명해 봅시다.
생각열기
겨울철이 되면 스웨터를 벗을 때, 머리를 빗을 때 등 정전기가 자주 발생해요. 아래 영상에서 정전기는 언제 발생하고 왜 발생하는지에 대해 알아봅시다.
(출처 : 유튜브)
(출처 : 유튜브)
(Q) 빗으로 머리를 빗으면 머리카락이 빗에 달라붙을 때가 있습니다. 이러한 현상은 왜 나타날까요?
(A) 머리카락과 빗 사이의 마찰에 의해 전기가 발생했기 때문에 나타난다.
(Q) 정전기는 춥고 건조한 겨울철에 많이 발생합니다. 겨울철에는 건조하여 마찰에 의해 발생한 전기가 공기 중으로 빠져나가지 못하고 그대로 남아있기 때문인데요, 이러한 정전기를 예방하는 방법에는 무엇이 있을까요?
(A) 습도를 높여준다. 가습기를 틀거나 젖은 빨래를 널어서 습도를 충분히 높여준다. 작은 어항, 다육 식물도 정전기를 예방할 수 있다. 실외에서는 금속 물질(예.동전)을 이용하여 차 문이나 계단을 먼저 터치하여 정전기를 예방할 수 있다.
탐구하기
◎ 활동 - 마찰 전기 확인하기
서로 다른 두 물체를 마찰시킬 때, 물체 사이에 힘은 어떻게 작용할까요?
(Q) 노란 빨대와 초록 빨대를 각각 털가죽으로 문지른 다음, 초록 빨대를 노란 빨대의 끝에 가까이 가져갑니다. 노란 빨대는 어떻게 되었나요?
(A) 노란 빨대는 초록 빨대에서 멀어지는 방향으로 회전한다.
(Q) 빨대를 문지른 털가죽을 노란 빨대의 한 쪽 끝에 가까이 가져갑니다. 노란 빨대는 어떻게 되었나요?
(A) 노란 빨대는 털가죽에 가까워지는 방향으로 회전한다.
◎ 더보기-마찰 전기 실험
마찰 전기 실험을 관찰해봅시다.
(Q) 실험 전, 털가죽과 에보나이트 막대를 가까이 가져가니 어떠한 변화가 나타났나요?
(A) 아무런 변화가 나타나지 않았다. 중성의 두 물체 사이에는 전기력이 작용하지 않기 때문이다.
(Q) 털가죽과 에보나이트 막대를 마찰시킨 후, 털가죽에 에보나이트 막대를 가까이 가져가니 어떠한 변화가 나타났나요?
(A) 털가죽의 털이 에보나이트 막대 쪽으로 끌려온다. 마찰 후 털가죽은 (+)전하, 에보나이트 막대는 (-)전하를 띠는 전기가 생겼고, 둘 사이에는 인력이 작용한다.
(Q) 털가죽으로 마찰시킨 노란색 풍선을 파란색 풍선 쪽으로 가까이 가져가니 어떠한 변화가 나타났나요?
(A) 파란색 풍선이 밀려났다. 털가죽으로 문지른 풍선이 같은 종류의 전하로 대전되어, 둘 사이에는 서로 밀어내는 척력이 작용하기 때문이다.
개념정리하기
1. 마찰 전기 : 마찰에 의해 물체가 띠는 전기
마찰에 의한 전기 발생 : 서로 다른 두 물체를 마찰하면 한 물체에서 다른 물체로 전자가 이동하여 전기가 발생한다.
- 전자를 얻은 물체 : (-)전하량이 (+)전하량보다 많아 (-)전기를 띤다.
- 전자를 잃은 물체 : (+)전하량이 (-)전하량보다 많아 (+)전기를 띤다.
2. 대전과 대전체
1) 대전 : 물체가 전기를 띠는 현상
① 평상시 원자 : (+)전하량 = (-)전하량 ⇨ 전기적으로 중성
② 전자를 잃은 물체 : (+)전하
③ 전자를 얻은 물체 : (-)전하
2) 대전체 : 전기를 띤 물체
- 털가죽 : 에보나이트 막대에 비해 전자를 잘 잃어버리는 성질
- 에보나이트 막대 : 털가죽에 비해 전자를 잘 얻는 성질
3) 털가죽과 플라스틱 막대(에보나이트 막대)의 마찰에 의한 대전
① 마찰 전에는 털가죽과 플라스틱 막대는 전기를 띠지 않는다.
② 두 물체를 마찰시키면 털가죽에서 플라스틱 막대로 전자가 이동한다.
③ 마찰 후, 털가죽은 (+)전하로, 플라스틱 막대는 (-)전하로 대전된다.
3. 전기력 : 전기를 띠는 두 물체 사이에 작용하는 힘
① 척력 : 같은 종류의 전기를 띤 물체 사이에서 서로 밀어내는 힘
② 인력 : 다른 종류의 전기를 띤 물체 사이에서 서로 끌어당기는 힘
도전하기
오늘 학습한 내용을 확인해봅시다.
내용구성: 이수영(대구 덕화중)