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정전기와 신나게 놀아 보자.

1차시

교과서

340～341

대단원 도입

Ⅸ. 정전기

우리 주변의 정전기 현상과 이용

1

(1) 마찰 전기에 의한 현상

① 머리를 빗을 때 머리카락이 빗에 달라붙는다.

② 옷을 벗을 때 찌지직하는 소리가 난다.

(2) 마찰 전기를 이용한 예 : 복사기나 레이저 프린터의 원리, 잘 달라붙는 랩 등

고양이와 화재 사건

2

(1) 합성 섬유 위에서 고양이가 놀고 있다.         (2) 미세한 섬유의 먼지가 쌓여 있는 전선 주위를                                                  고양이가 이동하고 있다.

(3) 미세한 섬유의 먼지에서 불꽃이 발생하고         (4) 불이 전선 주위에 쌓인 섬유 먼지를 따라

있다.                                                  번지고 있다.

(5) 전선 주변에 있는 섬유에 불이 옮겨 붙고        (6) 섬유 공장에 화재가 발생하고 있다.

있다.

□  두 물체를 마찰하면 어떻게 될까?

2차시

교과서

342～345

1. 전기의 발생

Ⅸ. 정전기

마찰 전기

1

(1) 마찰 전기 :　서로 다른 두 물체를 마찰하였을 때 발생하는 전기

① 대전 : 물체가 전기의 성질을 나타내는 것

② 대전체 : 전기의 성질을 나타내는 물체

③ 정전기 : 마찰에 의해 발생된 마찰 전기는 대전체에 머물러 있으면서 전기의 성질을 나타냄.

(2) 전기력 :　대전된 두 물체 사이에 서로 밀거나 끌어당기는 힘

① 척력 : 같은 종류의 전기로 대전된 물체 사이에 서로 미는 힘

② 인력 : 다른 종류의 전기로 대전되 물체 사이에 서로 당기는 힘

(3) 양전기와 음전기의 정의

① 양전기<(+)전기> : 고무풍선을 털가죽으로 마찰하였을 때, 털가죽(전자를 잃음)이 띤 전기

② 음전기<(-)전기> : 고무풍선을 털가죽으로 마찰하였을 때, 고무풍선(전자를 얻음)이 띤 전기

③ 서로 다른 두 물체를 마찰하면 한 물체는 (+)전기로, 다른 물체는 (-)전기로 대전됨.

마찰 전기의 발견 역사

2

(1) 탈레스(그리스) :　기원전 600년경 장식용 호박의 먼지를 닦다가 호박에

먼지가 다시 달라붙는 현상 발견

(2) 길버트(영국) :　1600년경 호박 이외에 수정, 유황 등도 마찰시키면

깃털과 같이 가벼운 물체를 끌어당긴다는 것을 발견

(3) 케리케(독일) :　1660년경 정전기 발생 장치를

이용한 실험으로 전기는 끌어당기기만 하는 것이

아니라 밀어내기도 한다는 사실을 알아냄.

(4) 프랭클린(미국) :　18세기에 전기에 대한 실험을

하면서 전기에 대한 많은 사실들을 발견

① 연날리기 실험 :　벼락이 치는 날 연날리기

실험을 통해 번개가 전기에 의한 현상임을

밝힘.

② 피뢰침 발명 :　벼락에 의한 피해를 줄임.

□ 물체를 마찰하면 어떻게 전기를 띠게 될까?

3차시

교과서

346～347

1. 전기의 발생

Ⅸ. 정전기

원자의 구조

1

(1) 원자 : 원자핵과 전자로 구성되어 있음.

① 원자핵 : 원자의 중심에 있으며, (+)전기를 띠고 있음.

② 전자 : 원자핵 주위를 돌며, (-)전기를 띠고 있음.

(2) 전기적 중성 : 원자핵의 (+)전하와 전자의 (-)전하의 양이 서로

같아서 전기의 성질을 나타내지 않음.

전자의 이동에 따른 물체의 대전

2

(1) 전자의 이동 : 마찰에 의해 전자들이 이동

① 전자를 잃은 물체 : (+)전기로 대전

② 전자를 얻은 물체 : (-)전기로 대전

대전열 :　서로 마찰할 때 (+)전기로 대전되는 것을 왼쪽에, (-)전기로 대전되는 것을 오른쪽에 순서대로 나열한 것

3

□  전기력은 무엇과 관계가 있을까?

4차시

교과서

348～349

1. 전기의 발생

Ⅸ. 정전기

두 대전체 사이에 작용하는 힘

1

(1) 전기의 종류 및 전기적 성질 : (+)전기와 (-)전기가 있다.

(2) 전기력 : 전기를 띤 물체들 사이에 작용하는 힘으로 척력과 인력이 있다.

① 척력 : 같은 종류의 전기 사이에서 서로 밀어내는 힘

② 인력 : 다른 종류의 전기 사이에서 서로 끌어당기는 힘

(3) 대전량(전하량) : 대전체에 대전된 전기의 양으로 서로 다른 두 물체를 마찰할 때 마찰하는 횟수가 많을수록 전자를 잃거나 얻게 되는 양이 많아져서 대전체에 대전되는 전기의 양이 많아짐.

두 대전체 사이에 작용하는 전기력의 크기

2

(1) 대전량과 전기력의 크기 :　대전체의 전하량이 클수록 많은 양의 전기로 대전되어 작용하는   전기력이 크다. 전기력은 두 대전체 각각의 전하량이 클수록 크다.

(2) 대전체 사이의 거리와 전기력의 크기 : 두 대전체 사이의 거리가 멀면 작은 전기력이 작용하고, 가까우면 큰 전기력이 작용한다.

▲ 대전체 사이의 거리와 전기력의 크기

(3) 쿨롱의 법칙 : 1785년 프랑스의 과학자 쿨롱은 두 대전체 사이에 작용하는 전기력은 두 대전체의 전하량이 클수록, 거리가 가까울수록 크다는 것을 실험으로 알아내었음.

□ 마찰 전기는 어떻게 사라지게           될까?

5차시

교과서

350～355

1. 전기의 발생

Ⅸ. 정전기

마찰 전기의 방전 현상

1

(1) 방전 : 대전체가 전기의 성질을 잃는 현상

(2) 공기 중에 대전체를 놓았을 때의 방전

① (+)전기를 띤 대전체 :　시간이 지나면서 공기로부터 전자를 얻어 전기의 성질을 잃음.

②  (-)전기를 띤 대전체 :　시간이 지나면서 공기 중으로 전자를 잃어 전기의 성질을 잃음.

(3) 대전체와 접촉하였을 때의 방전

① 방문의 손잡이를 잡을 때, ‘찌릿한 느낌’이나 옷을 벗을 때 ‘따닥’하는 소리가 나는 현상

②   방전이 매우 빠르게 진행되면 전자가 이동하면서 주변의 물질과 충돌하여 빛과 열을 냄.

여러 가지 방전 현상

2

(1) 장식용 방전구 가까이에서 손을 움직이거나 대어보면 불꽃의 모양이 변함.

(2) 밴더그래프 정전기 발생 장치의 대전된 금속구에 방전용 구를 가까이 하면 금속구와 철망 사이에 서 방전이 일어나면서 불꽃이 발생하고, ‘탁탁’하는 소리가 남.

(3) 번개 현상 : 전기를 띤 구름이 지면에 가까워지면 구름이 띠고 있던 전기가 지면으로 이동하면서 매우 밝은 빛과 큰 소리를 냄.

(다) 번개 현상

정전기의 발생

3

(1) 정전기와 습도

① 가을이나 겨울과 같이 건조하여 습도가 낮을 때 잘 발생함

②  습도가 높은 날에는 공기 중에 포함되어 있는 수증기의 양이 많아서 정전기가 발생하더라도 수증기로 인해 전하가 물체에 모이지 않고 주변의 공기 중으로 쉽게 방전됨.

(2) 정전기의 예방

① 정전기가 잘 발생하지 않도록 일정한 습도를 유지해 줌.

②  주변에 인화성 물질이 있는 경우에는 화재의 위험이 있으므로 특히 주의함.

□  정전기 유도는 어떻게 나타날까?

(도체의 정전기 유도)

6차시

교과서

356～359

2. 정전기 유도

Ⅸ. 정전기

정전기 유도

1

(1) 대전체를 물체에 가까이 할 때, 대전체에 가까운 곳에는 대전체와 다른 종류의 전기를 띠고, 먼 곳에는 대전체와 같은 종류의 전기를 띠는 현상

(2) 금속의 정전기 유도

① 금속에는 자유롭게 이동할 수 있는 전자가 있는데 이 전자들이 전기력에 의해 밀려가기도 하고 끌려오면서 정전기가 유도됨.

① (-)대전체를 가까이 할 때 : 대전체와 가까운 쪽에는 (+)전기를 띠고, 대전체와 먼 쪽에는 (-)전기를 띠게됨.

② (+)대전체를 가까이 할 때 : 대전체와 가까운 쪽에는 (-)전기를 띠고, 대전체와 먼 쪽에는 (+)전기를 띠게됨.

□ 금속의 정전기 유도

물체를 마찰시키지 않고 대전시키는 방법

2

(1) 금속에 대전체를 대었다 떼면, 대전체 또는 금속의 전자가 이동하여 금속이 대전체와 같은 전기로 대전됨.

(2) 정전기 유도 현상을 이용하여 대전시킴.

피뢰침의 원리

3

(1) 대전된 구름이 피뢰침에 접근하면 정전기 유도 현상에 의해 구름이 띤 전하와 반대 종류의 전하들이 피뢰침의 끝으로 유도됨.

(2) 서로 반대 종류의 전하 사이에 작용하는 인력으로 구름이 띤 전하가 피뢰침 끝으로 끌려와 방전됨.

□  정전기 유도는 어떻게 나타날까?

(절연체의 정전기 유도)

7차시

교과서

360～361

2. 정전기 유도

Ⅸ. 정전기

나무 막대의 정전기 유도

1

(1) 나무 막대는 금속 막대와 달리 자유롭게 이동하는 전자가 없음.

(2) 나무 막대의 정전기 유도

① 나무 막대에 (+) 대전체를 가까이 하면, 나무 막대를 구성하는 알갱이가 각각 제자리에서 대전체 가까운 쪽은 (-)전기, 먼 쪽은 (+)전기가 놓이도록 재배열되어 나무 막대는 대전체 가까운 곳은 (-)전기, 먼 곳은 (+)전기로 대전된 것과 같음.

② 나무 막대에 (-) 대전체를 가까이 하면, 나무 막대를 구성하는 알갱이가 각각 제자리에서 대전체 가까운 쪽은 (+)전기, 먼 쪽은 (-)전기가 놓이도록 재배열되어 나무 막대는 대전체 가까운 곳은 (+)전기, 먼 곳은 (-)전기로 대전된 것과 같음.

□ 나무 막대의 정전기 유도

③ 나무 막대의 정전기 유도에서 대전체를 치우면 나무 막대를 구성하는 알갱이들이 원래의 상태로 되돌아가기 때문에 대전 현상이 사라지게 됨.

금속 막대와 나무 막대의 정전기 유도 비교

2

(1) 금속 막대의 정전기 유도 : 전자가 이동하여 정전기 유도가 일어남.

(2) 나무 막대의 정전기 유도 : 자유롭게 움직일 수 있는 전자가 없기 때문에 나무 막대를 구성하는 알갱이들이 이동하지 못하고 제자리에서 대전체와 다른 종류의 전기를 띤 부분이 대전체 쪽을 향하도록 재배열되어 정전기 유도 현상이 나타남.

□  물체가 대전되었는지 어떻게 알까?

8차시

교과서

362～365

2. 정전기 유도

Ⅸ. 정전기

검전기

1

(1) 검전기 : 정전기 유도 현상을 이용하여 물체가 대전되었는지를 알아보는 기구

(2) 검전기의 구조 : 금속판에 금속 막대를 붙이고, 그 금속 막대의 아래쪽에 얇은 금속박을 붙여 밀폐된 투명 용기에 고정시켜 놓음.

(3) 검전기의 원리 : 금속판에 대전체를 가까이 하면 정전기 유도에 의해 금속박에 대전체와 같은 전하가 대전되므로 금속박은 서로 밀어 내게 된다.

(4) 검전기를 이용하면 물체의 대전 여부, 대전량, 대전된 전하의 종류를 알 수 있음.

검전기의 용도

2

(1) 대전 여부의 조사 : 대전체를 검전기의 금속판에 가까이 가져갈 때, 금속판이 벌어지면 전기를 띠고 있는 것이고, 금속박이 벌어지지 않으면 전기를 띠고 있지 않은 것이다.

(2) 대전된 전하의 양 조사 : 대전체를 검전기의 금속판에 가까이 할 때, 금속박의 벌어진 정도로 대전된 전하의 양을 알 수 있다.

(3) 대전된 전하의 종류 조사 : (-)로 대전된 검전기에 (-)대전체를 가까이 하면 금속박은 더 벌어지고, (+)대전체를 가까이 하면 금속박은 오므라든다.

□ 정전기는 우리 생활에 어떻게           이용될까?

9차시

교과서

366～371

2. 정전기 유도

Ⅸ. 정전기

정전기 현상

1

① 건조한 날에 자동차 문을 열 때 ‘찌릿’한 느낌이나 털옷을 벗을 때 ‘타닥’하고 불꽃이 튀는 현상들

② 정전기 현상은 항상 일어나는 것은 아니지만 특히 건조한 겨울철에 자주 발생함.

정전기의 이용과 피해 방지

2

(1) 정전기의 이용

① 전기스탠드의 터치 스위치 :스위치와 손가락 사이에 정전기가 이동하는 것을 이용

② 자동차 도색 : 자동차의 금속면에 페인트를 칠할 때, 금속면은 (+)전기를 띠게 하고 페인트 분무기는 (-)전기를 띠게한 후 페인트를 뿌리면 금속의 뒷부분까지 페인트를 쉽게 칠할 수 있음.

③ 공기 청정기 : 들어오는 공기 속의 먼지에 전기를 띠게 하고, 필터에 다른 종류의 전기를 띠게 하면 먼지가 필터를 지나가는 동안 먼지와 필터 사이의 전기력에 의해 먼지가 필터에 달라붙음.

전등의 터치 스위치

공기 청정기

(2) 정전기 피해 방지

① 반도체 공장 : 정전기 방지용 옷을 입고 작업

□ 유조차의 쇠사슬

② 반도체로 만든 메모리나 전자 부품 :　손상되는 것을 방지하기 위하여 알루미늄박이나 비닐로 포장함.

③ 유조차 : 쇠사슬을 부착하여 지면에 닿게 하여 끌고 다니면 정전기가 쇠사슬을 통하여 이동함.

④ 전기 제품의 접지선  : 발생한 정전기를 외부로 흘려보내 정전기가 한곳에 모이지 않게 하여 제품을 보호하고, 감전을 예방함.

⑤ 정전기는 건조한 날씨에 잘 발생하므로 실내에서는 가습기를 틀거나 젖은 수건이나 빨래를 널어 습도를 높여주도록 함.