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Ⅱ. 전기와 자기
Ⅱ. 전기와 자기
2. 정전기 유도
2. 정전기 유도
정전기 유도 현상의 예를 들고, 정전기 유도 현상을 전기력의 작용으로 설명해봅시다.
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(Q) 헝겊으로 마찰한 PVC 봉을 음료수 캔에 가까이 가져가면 음료수 캔이 PVC 봉에 가까이 끌려옵니다. 그 이유는 무엇일까요?
(A) 헝겊으로 PVC 봉을 문지르면 전자가 PVC 봉으로 이동하게 되어 PVC 봉은 (-)전하를 띤다. (-)전하를 띠는 PVC 봉을 음료수 캔에 가져가면 PVC 봉과 먼 쪽으로 전자들이 이동하게 되는 정전기 유도 현상이 일어난다. PVC 봉과 가까운 쪽이 (+)전하를 띠게 되어 PVC 봉과 음료수 캔 사이에 끌어당기는 힘(인력)이 작용한다.
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◎ 활동1 - 금속 물체의 대전 알아보기
◎ 활동1 - 금속 물체의 대전 알아보기
(Q) 플라스틱 막대를 털가죽에 마찰시켜 알루미늄 깡통에 가까이 가져가봅시다. 알루미늄 깡통은 어떻게 될까요?
(A) 알루미늄 깡통에 (-)전하로 대전된 플라스틱 막대를 가까이 하면 전자의 이동으로 깡통에서 대전체와 가까운 쪽은 (+)전하가 유도되고, 대전체에서 먼 쪽은 (-)전하가 유도된다. 따라서 알루미늄 깡통과 플라스틱 막대 사이에는 서로 끌어당기는 힘(인력)이 작용하여 알루미늄 깡통이 대전체 쪽으로 움직인다.
(Q) (+)전하로 대전된 털가죽을 알루미늄 깡통에 가까이 가져가봅시다. 알루미늄 깡통은 어떻게 될까요?
(A) 헝겊으로 PVC 봉을 문지르면 전자가 PVC 봉으로 이동하게 되어 PVC 봉은 (-)전하를 띤다. (-)전하를 띠는 PVC 봉을 음료수 캔에 가져가면 PVC 봉과 먼 쪽으로 전자들이 이동하게 되는 정전기 유도 현상이 일어난다. PVC 봉과 가까운 쪽이 (+)전하를 띠게 되어 PVC 봉과 음료수 캔 사이에 끌어당기는 힘(인력)이 작용한다.
◎ 활동2 - 검전기로 물체의 대전 여부 확인하기
◎ 활동2 - 검전기로 물체의 대전 여부 확인하기
(Q) 검전기의 금속판에 (+)전하로 대전된 대전체를 가까이 하면 금속박에는 어떠한 변화가 나타날까요?
(A) (+)대전체에 의해 금속박의 자유 전자들이 금속판으로 이동하게 된다. 자유 전자가 줄어든 금속박에는 (+)전하가 유도되므로 두 금속박은 서로 밀어내는 힘(척력)이 작용하여 금속박의 사이가 벌어진다.
(Q) 검전기의 금속판에 (-)대전체를 가까이 하면 금속박에는 어떠한 변화가 나타날까요?
(A) (-)대전체를 가까이 하면 금속박의 사이가 벌어지게 된다. (-)대전체에 의한 정전기 유도 현상으로 금속판의 자유 전자들이 금속박으로 이동하게 된다. 금속박에 (-)전하가 유도되므로 두 금속박 사이에 서로 밀어내는 힘(척력)이 작용하여 금속박이 벌어지게 된다.
(Q) (-)전하로 대전되어 금속박이 벌어진 검전기에 (+)대전체를 가까이 하면 어떻게 될까요?
(A) (+)대전체를 가까이 가져가면 금속박에 있던 자유 전자가 (+)대전체로부터 끌어당기는 힘을 받아 금속판으로 이동하게 되므로 금속박에는 (-)전하가 줄어들고 밀어내는 힘도 약해져 오므라든다.
(Q) (-)로 대전된 검전기에 (-)대전체를 가까이 하면 어떻게 될까요?
(A) (-)대전체를 가까이 가져가면 금속판에 있던 자유 전자가 (-)대전체로부터 밀어내는 힘을 받아 금속박으로 이동하게 되므로 금속박에 (-)전하가 많아지고 밀어내는 힘은 더 강해져 금속박이 더 벌어진다.
개념정리하기
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1. 정전기 유도
1. 정전기 유도
1) 정전기 유도 : 금속에 대전체를 가까이 했을 때 전하가 유도되는 현상
① 대전체와 가까운 곳 : 대전체와 다른 종류의 전하가 유도
② 대전체와 먼 곳 : 대전체와 같은 종류의 전하가 유도
2) 정전기 유도의 원인 : 금속 물체 내부의 자유 전자가 대전체로부터 전기력을 받아 이동하기 때문
① 금속 막대에 (+)대전체를 가까이 할 때 : 금속 막대 내부의 전자가 (+)대전체로부터 인력을 받아 대전체 쪽으로 이동
② 금속 막대에 (-)대전체를 가까이 할 때 : 금속 막대 내부의 전자가 (-)대전체로부터 척력을 받아 대전체로부터 멀어지는 쪽으로 이동
2. 검전기 : 정전기 유도 현상을 이용하여 물체의 대전 여부를 알아보는 기구
2. 검전기 : 정전기 유도 현상을 이용하여 물체의 대전 여부를 알아보는 기구
1) 검전기의 구조 : 금속판, 금속 막대, 금속박, 유리병으로 구성
2) 검전기의 작동 원리 : 검전기의 금속판에 대전체를 가까이 하면 정전기 유도 현상에 의해 자유 전자가 이동하여 금속판과 금속박이 전기를 띠며 금속박이 벌어지는 현상으로 물체의 대전 여부를 확인
3) 검전기로 물체의 대전 여부 확인
3) 검전기로 물체의 대전 여부 확인
① (+)대전체를 검전기 금속판에 가까이 할 때 : 금속박의 자유 전자는 (+)대전체로부터 당기는 방향으로 힘을 받아 금속박에서 금속판으로 이동한다. 두 금속박이 모두 (+)전하를 띠어 금속박이 벌어진다.
② (-)대전체를 검전기 금속판에 가까이 할 때 : 금속판의 자유 전자는 (-)대전체로부터 밀어내는 방향으로 힘을 받아 금속판에서 금속박으로 이동한다. 두 금속박이 모두 (-)전하를 띠어 금속박이 벌어진다.
도전하기
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학습한 내용을 바탕으로 문제를 풀어봅시다.
참고자료
참고자료
학습한 내용을 확인해보아요!
내용구성: 이수영(대구 덕화중)
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