48 ตอนที่ 2 คำชี้แจง ให้นักเรียนแสดงวิธีหาคำตอบให้ถูกต้อง 1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสลับเครื่องหนึ่ง ประกอบขดลวด จำนวน 80.0 รอบ ซึ่งแต่ละรอบมีพื้นที่หน้าตัดเท่ากัน 0.025 ตารางเมตร และขดลวดมีความต้านทาน 10.0 โอห์ม ถ้าขดลวดดังกล่าวหมุนด้วยความถี่คงตัว 50 เฮิร์ซ ภายใต้สนามแม่เหล็ก คงตัวสม่ำเสมอ 0.500 เทสลา แล้ว จงหา ก) แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำสูงสุด ข) กระแสเหนี่ยวนำสูงสุดเมื่อต่อกับตัวนำที่มีความต้านทานต่ำ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................
49 2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าส่งกำลังไฟฟ้า 110 กิโลวัตต์ ผ่านสายส่งไฟฟ้ายาว 400 เมตร ความด้านตาน 0.20 โอห์มเป็นเวลา 30 นาที จงหาพลังงานไฟฟ้า ที่สูญเสียในรูปของความร้อนในสายส่งไฟฟ้า เมื่อส่งไฟฟ้าผ่านสายส่งไฟฟ้า ด้วยความต่างศักย์ (ก) 220 โวลต์ และ (ข) 55 กิโลโวลต์ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ เกณฑ์การประเมินบัตรกิจกรรมที่ 4.3 1. เกณฑ์การประเมิน ตอนที่ 1 รายการ คะแนน การเขียนประโยคสัญลักษณ์ 1. เขียนประโยคสัญลักษณ์ถูกต้อง 2. เขียนประโยคสัญลักษณ์ได้ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ 3. เขียนประโยคสัญลักษณ์ไม่ถูกต้อง 2 1 0
50 รายการ คะแนน การเขียนสรุปความ 1. เขียนได้ตรงประเด็นตามที่กำหนดไว้มีรูปแบบการเขียนชัดเจน ตัวสะกดและไวยากรณ์มีความถูกต้อง สมบูรณ์ ทำให้ผู้อ่านเข้าใจง่าย มีแนวคิดที่น่าสนใจ ใช้ภาษาสละสลวย 2. เขียนได้ตรงประเด็นตามที่กำหนดไว้มีรูปแบบการเขียนที่ชัดเจน ภาษาที่ใช้ทำให้ผู้อ่านเข้าใจ 3. เขียนไม่ตรงประเด็น รูปแบบการเขียนไม่ถูกต้อง ภาษาที่ใช้ทำให้ ผู้อ่านเกิดความสับสน ใช้ศัพท์ที่เหมาะสม 4. ไม่มีผลงาน 3 2 1 0 ตอนที่ 2 รายการ คะแนน การเขียนประโยคสัญลักษณ์ 1. เขียนประโยคสัญลักษณ์ถูกต้อง 2. เขียนประโยคสัญลักษณ์ได้ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ 3. เขียนประโยคสัญลักษณ์ไม่ถูกต้อง 2 1 0 การเขียนแสดงวิธีทำ 1. เขียนแสดงวิธีทำได้ถูกต้อง ชัดเจน 2. เขียนแสดงวิธีทำได้แต่ไม่สมบูรณ์ 3. เขียนแสดงวิธีทำไม่ถูกต้อง 2 1 0 การแสดงคำตอบ 1. เขียนแสดงคำตอบถูกต้อง 2.เขียนแสดงคำตอบไม่ถูกต้อง 1 0 2. เกณฑ์การตัดสินระดับคุณภาพ ช่วงคะแนน ระดับคุณภาพ ระดับคุณภาพ 12 – 15 3 ☺ = ดี 8 – 11 2 = พอใช้ 0 – 7 1 = ปรับปรุง 3. นักเรียนต้องได้คะแนนในระดับคุณภาพ 3 ขึ้นไป ถือว่า ผ่านเกณฑ์
51 เรื่อง หม้อแปลง กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ด้านความรู้ (K) 1. นักเรียนสามารถอธิบายการผลิตพลังงานไฟฟ้าและการส่งกำลังไฟฟ้า หม้อแปลง ตลอดจนการนำความรู้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าไปใช้ประโยชน์ได้ ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) 2. นักเรียนสามารถทำกิจกรรมภาคปฏิบัติเพื่อศึกษาหลักการทำงานของหม้อ แปลงได้อย่างถูกต้อง 3. นักเรียนมีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 4. นักเรียนมีทักษะกระบวนการทำงานเป็นกลุ่ม ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 5. นักเรียนมีความซื่อสัตย์สุจริต มีวินัย ใฝ่เรียนรู้อยู่อย่างพอเพียง มุ่งมั่น ในการทำงานและมีจิตสาธารณะ
52 รายวิชาฟิสิกส์ 5 (ว33204) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชื่อ-นามสกุล........................................................................ เลขที่ ......... ชั้น ม.6 คำชี้แจง นักเรียนแสดงวิธีหาคำตอบให้ถูกต้อง 1. หม้อแปลงอันหนึ่งแปลงไฟฟ้าที่มีค่าความต่างศักย์220 โวลต์ เป็น 110 โวลต์ ก. ถ้าขดลวดทุติยภูมิมี 50 รอบ ขดลวดปฐมภูมิจะมีกี่รอบ ข. ถ้ากระแสในขดลวดทุติยภูมิเป็น 20 แอมแปร์ กระแสในขดลวดปฐมภูมิ มีค่าเท่าไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ โจทย์ปัญหา เรื่อง หม้อแปลงไฟฟ้า
53 2. หม้อแปลงสำหรับแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าจาก 2,400 โวลต์ เป็น 120 โวลต์ เกิดกำลังในขดลวด 10 กิโลวัตต์ หม้อแปลงมีประสิทธิภาพ 80 เปอร์เซ็นต์ ถ้าขดลวดปฐมภูมิมีขดลวดพันไว้ 4,0000 รอบ ก. ขดลวดทุติยภูมิลวดพันกี่รอบ ข. กำลังในขดลวดปฐมภูมิมีค่าเท่าไร ค. กระแสไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิมีค่าเท่าไร ง. กระแสไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิมีค่าเท่าไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................
54 3. หม้อแปลงเครื่องหนึ่งมีประสิทธิภาพ 95 เปอร์เซ็นต์ เมื่อมีแรงดันไฟฟ้าขนาด 150 โวลต์ เข้ามาที่ขดลวดปฐมภูมิ จะเกิดกระแสไฟฟ้าที่ขดลวดปฐมภูมิและ ทุติยภูมิ 2 และ 0.95 แอมแปร์ ตามลำดับ แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดทุติยภูมิมีค่า เท่าไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ เกณฑ์การประเมินบัตรกิจกรรมที่ 4.4 1. เกณฑ์การประเมิน ตอนที่ 1 รายการ คะแนน การเขียนประโยคสัญลักษณ์ 1. เขียนประโยคสัญลักษณ์ถูกต้อง 2. เขียนประโยคสัญลักษณ์ได้ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ 3. เขียนประโยคสัญลักษณ์ไม่ถูกต้อง 2 1 0
55 รายการ คะแนน การเขียนสรุปความ 1. เขียนได้ตรงประเด็นตามที่กำหนดไว้มีรูปแบบการเขียนชัดเจน ตัวสะกดและไวยากรณ์มีความถูกต้อง สมบูรณ์ ทำให้ผู้อ่านเข้าใจง่าย มีแนวคิดที่น่าสนใจ ใช้ภาษาสละสลวย 2. เขียนได้ตรงประเด็นตามที่กำหนดไว้มีรูปแบบการเขียนที่ชัดเจน ภาษาที่ใช้ทำให้ผู้อ่านเข้าใจ 3. เขียนไม่ตรงประเด็น รูปแบบการเขียนไม่ถูกต้อง ภาษาที่ใช้ทำให้ ผู้อ่านเกิดความสับสน ใช้ศัพท์ที่เหมาะสม 4. ไม่มีผลงาน 3 2 1 0 ตอนที่ 2 รายการ คะแนน การเขียนประโยคสัญลักษณ์ 1. เขียนประโยคสัญลักษณ์ถูกต้อง 2. เขียนประโยคสัญลักษณ์ได้ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ 3. เขียนประโยคสัญลักษณ์ไม่ถูกต้อง 2 1 0 การเขียนแสดงวิธีทำ 1. เขียนแสดงวิธีทำได้ถูกต้อง ชัดเจน 2. เขียนแสดงวิธีทำได้แต่ไม่สมบูรณ์ 3. เขียนแสดงวิธีทำไม่ถูกต้อง 2 1 0 การแสดงคำตอบ 1. เขียนแสดงคำตอบถูกต้อง 2.เขียนแสดงคำตอบไม่ถูกต้อง 1 0 2. เกณฑ์การตัดสินระดับคุณภาพ ช่วงคะแนน ระดับคุณภาพ ระดับคุณภาพ 12 – 15 3 ☺ = ดี 8 – 11 2 = พอใช้ 0 – 7 1 = ปรับปรุง 3. นักเรียนต้องได้คะแนนในระดับคุณภาพ 3 ขึ้นไป ถือว่า ผ่านเกณฑ์
56 รายวิชาฟิสิกส์ 5 (ว33204) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี คำชี้แจง ให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรมตามขั้นตอนและบันทึกผล ขื่อกลุ่ม.......................................................... ปฏิบัติกิจกรรมวันที่......... เดือน.................................. พ.ศ........... เวลา............ สมาชิกกลุ่ม จำนวน ................... คน 1. .................................................................................... เลขที่.................. 2. .................................................................................... เลขที่.................. 3. .................................................................................... เลขที่.................. 4. .................................................................................... เลขที่.................. 5. .................................................................................... เลขที่.................. 1. จุดประสงค์การปฏิบัติกิจกรรม เพื่อศึกษาสังเกตหลักการทำงานของหม้อแปลงได้อย่างถูกต้อง กิจกรรมทดลอง เรื่อง หม้อแปลง
57 2. วัสดุและอุปกรณ์ รายการ จำนวน/กลุ่ม 1. สายไฟฟ้า 2 เส้น 2. แบตเตอรี่ 4 ก้อน 3. แกนเหล็กรูปตัวยู - 4. หลอดไฟ 6 โวลต์ - 5. หม้อแปลงไฟฟ้าโวลต์ต่ำ 1 เครื่อง 6. ขดลวด 100 รอบ และ 200 รอบ 1 ชุด 1 ชุด 3. ขั้นตอนการดำเนินกิจกรรม 3.1 จัดอุปกรณ์ชุดไฟฟ้าแม่เหล็กที่มีขดลวด 100 และ 200 รอบ สวมไปที่แกน เหล็กรูปตัวยู ดังภาพ (ก) 3.2 นำแกนเหล็กรูปตัวยูมาวางต่อเป็นวงจรไฟฟ้ากับแบตเตอรี่ 4 ก้อน และต่อขดลวด 200 รอบ กับหลอดไฟฟ้า ดังภาพ (ข) สังเกตความสว่างของหลอดไฟ 3.3 เปลี่ยนต่อขดลวด 100 รอบ กับหลอดไฟ สังเกตความสว่างของหลอดไฟฟ้า ดัง ภาพ (ค)
58 3.4 ทำการทดลองซ้ำในข้อ 3.2 และ 3.3 โดยเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นแหล่งจ่าย ไฟฟ้ากระแสสลับ (หม้อแปลงโวลต์ต่ำ 6 โวลต์) ดังภาพ (ง) และ (จ) 4. บันทึกผลการทำกิจกรรม ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5. คำถามท้ายกิจกรรม 5.1 ขณะที่ไฟฟ้ากระแสตรงผ่านขดลวดแรก จะมีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้น ในขดลวดที่สองหรือไม่ อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5.2 ขณะที่ไฟฟ้ากระแสสลับผ่านขดลวดแรก จะมีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้น ในขดลวดที่สองหรือไม่ อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5.3 จำนวนรอบของขดลวดมีผลต่อความสว่างของหลอดไฟหรือไม่ อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................
59 เกณฑ์การประเมินบัตรกิจกรรมที่ 4.5 1. เกณฑ์การประเมิน 1.1 การบันทึกผลการทำกิจกรรม รายการ คะแนน บันทึกผลการทำกิจกรรมได้ถูกต้อง ชัดเจน ครบถ้วน 2 บันทึกผลการทำกิจกรรมได้ถูกต้อง แต่ยังไม่ครบถ้วน 1 บันทึกผลการทำกิจกรรมไม่ถูกต้อง 0 1.2 การตอบคำถามหลังกิจกรรม รายการ คะแนน ตอบคำถามได้ถูกต้อง ชัดเจน ครบถ้วนทุกข้อ 2 ตอบคำถามได้ถูกต้อง แต่ยังไม่ครบถ้วน 1 ตอบคำถามไม่ถูกต้อง หรือไม่ตอบ 0 1.3 การปฏิบัติกิจกรรม รายการ คะแนน ปฏิบัติกิจกรรมตามวิธีการและขั้นตอนที่กำหนดไว้อย่างถูกต้องให้ความ ร่วมมือและปฏิบัติกิจกรรมร่วมกับผู้อื่นตลอดเวลา 2 ปฏิบัติกิจกรรมตามวิธีการและขั้นตอนที่กำหนดไว้อย่างถูกต้องให้ความ ร่วมมือและปฏิบัติกิจกรรมร่วมกับผู้อื่นบ้าง มีครูคอยกระตุ้น 1 ไม่ปฏิบัติกิจกรรมและไม่ให้ความร่วมมือกับผู้อื่น 0 1.4 สรุปผลการทำกิจกรรม รายการ คะแนน สรุปผลการทำกิจกรรมได้อย่างถูกต้อง กระชับ ชัดเจน และครอบคลุม ข้อมูลจากการวิเคราะห์ทั้งหมด 2 สรุปผลการทำกิจกรรมได้ถูกต้อง แต่ยังไม่ครอบคลุมข้อมูลจาก การวิเคราะห์ทั้งหมด 1 สรุปผลการทำกิจกรรมได้ตามความเห็นของตนเอง โดยไม่ใช้ข้อมูลอ้างอิง 0
60 1.5 การเตรียมวัสดุ/อุปกรณ์และการจัดเก็บ รายการ คะแนน จัดเตรียมวัสดุ/อุปกรณ์ได้ถูกต้อง ครบถ้วนและมีการทำความสะอาดและ จัดเก็บอย่างถูกต้องตามหลักการ 2 จัดเตรียมวัสดุ/อุปกรณ์ได้ถูกต้อง และมีการทำความสะอาดแต่จัดเก็บ ไม่ถูกต้อง 1 จัดเตรียมวัสดุ/อุปกรณ์ไม่ถูกต้อง และไม่สนใจทำความสะอาดรวมทั้ง จัดเก็บไม่ถูกต้อง 0 2. เกณฑ์การตัดสินระดับคุณภาพ ช่วงคะแนน ระดับคุณภาพ ระดับคุณภาพ 8 – 10 3 ☺ = ดี 5 – 7 2 = พอใช้ 0 – 4 1 = ปรับปรุง 3. นักเรียนต้องได้คะแนนในระดับคุณภาพ 3 ขึ้นไป ถือว่า ผ่านเกณฑ์
61 เรื่อง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ ......................................................................................................................... รายวิชาฟิสิกส์ 5 (ว33204) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 คำชี้แจง แบบทดสอบเป็นปรนัย จำนวน 10 ข้อ รวม 10 คะแนน คำสั่ง ให้นักเรียนทำเครื่องหมายกากบาท () ที่นักเรียนเห็นว่าถูกต้องที่สุด เพียงคำตอบเดียวลงในกระดาษคำตอบ 1. ถ้าต่อขดลวดให้ครบวงจร ก็จะมีกระแสไฟฟ้าในวงจร แสดงว่าปลายทั้งสอง ของเส้นลวดตัวนำทำหน้าที่เสมือนเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้า จึงเรียกแหล่งกำเนิด ไฟฟ้านี้ว่าอะไร ก. กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ข. แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ค. อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ ง. ถูกทั้งข้อ ข และ ค 2. “แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดเป็นสัดส่วนกับอัตราการ เปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดนั้นเมื่อเทียบกับเวลา” จากข้อความ ดังกล่าวเป็นกฏของใคร ก. กฏกการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ ข. กฏของเลนซ์ ค. กฏการเคลื่อนที่ของนิวตัน ง. กฏของโอห์ม 3. “แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำใน ทิศทางที่จะทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กใหม่ขึ้นมาเพื่อต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ แม่เหล็กที่ตัดขดลวดนั้น” คำกล่าวข้างต้นเป็นกฏของใคร ก. กฏการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ ข. กฏของเลนซ์ ค. กฏการเคลื่อนที่ของนิวตัน ง. กฎของโอห์ม
62 4. ถ้าเพิ่มกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ จะทำให้มีค่าใดเพิ่มขึ้น ก. สนามแม่เหล็กเป็น 0 ข. สนามแม่เหล็กลดลง ค. สนามแม่เหล็กเท่าเดิม ง. สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอเพิ่มขึ้น 5. ข้อใดใช้หลักการกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ก. ตู้เย็น ข. เครื่องดูดฝุ่น ค. เครื่องปรับอากาศ ง. ถูกทุกข้อ 6. จากภาพ ก เมื่อให้แม่เหล็กเคลื่อนที่ผ่านขดลวดทองแดงที่อยู่นิ่งไปมา จะทำให้เข็ม ของแกลแวนอมิเตอร์เบนไปจากตำแหน่งเดิม แปลว่ามีสิ่งใดเกิดขึ้นในขด ลวดทองแดง ก. กระแสไฟฟ้า ข. สนามแม่เหล็ก ค. สนามไฟฟ้า ง. ความเร็ว
63 7. จากภาพ ข. ถ้าให้แม่เหล็กอยู่นิ่ง แล้วเคลื่อนที่ขดลวดทองแดงไปมา ทำให้เข็ม ของแกลแวนอมิเตอร์เบนไปจากตำแหน่งเดิม แสดงเกิดอะไรขึ้นในขดลวดทองแดง ก. กระแสไฟฟ้า ข. สนามแม่เหล็ก ค. สนามไฟฟ้า ง. ความเร็ว 8. เมื่อให้ลวดตัวนำผ่านเข้าสนามแม่เหล็กที่อยู่นิ่ง ผลที่เกิดขึ้น คือข้อใด ก. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เบนออกจากสนามไฟฟ้า ข. การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ค. ลวดตัวนำอยู่นิ่ง ง. ไม่มีอะไรเกิดขึ้น 9. เมื่อให้ลวดตัวนำอยู่นิ่ง แล้วเคลื่อนสนามแม่เหล็กผ่านสิ่งที่เกิดขึ้นในลวดตัวนำ คือข้อใด ก. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เบนออกไปจากตำแหน่งเดิม ข. การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ค. สนามแม่เหล็กมีฟลักซ์ไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น ง. ไม่เกิดอะไรขึ้น 10. สิ่งที่เกิดขึ้น เกิดจากการเหนี่ยวนำระหว่างขดลวดตัวนำและสนามแม่เหล็ก เรียกสิ่งที่เกิดขึ้นว่าอะไร ก. แรงในสนามแม่เหล็ก ข. ความเร็วเหนี่ยวนำ ค. กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ง. แรงระหว่างประจุ
64 บรรณนานุกรม ช่วง ทมทิตชงค์ และคณะ. (มปป.). คู่มือเตรียมสอบฟิสิกส์ ม.4 – 6 สาระ การเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์. กรุงเทพฯ : ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง. ทัศนียา อ่อยอารีย์และคณะ. (2563). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 1. ตามผลการเรียนรู้ การเรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ : แม็คเอ็ดดูเคชั่น. นิรันดร์ สุวรัตน์. (มปป.). คู่มือสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม กลุ่มสาระ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ฟิสิกส์ ม. 4 กลศาสตร์ 1. กรุงเทพฯ : พัฒนาศึกษา. ปรีชา ไชยเพ็ชร. (2551). ฟิสิกส์พื้นฐานและเพิ่มเติม. กรุงเทพฯ: ซี.วี.แอล การพิมพ์. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, กระทรวงศึกษาธิการ. ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง กลุ่มสาระ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี(ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตาม หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. พิมพ์ครั้งที่ 1. กรุงเทพฯ : ชุมนุมสหกรณ์การเกษตรแห่งประเทศไทย, 2560. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2563). หนังสือเรียนรายวิชา เพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ฟิสิกส์ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5 (พิมพ์ครั้งที่ 11). กรุงเทพฯ : สกสค. ลาดพร้าว. ________. (2563). คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5 (พิมพ์ครั้งที่ 11). กรุงเทพฯ : สกสค. ลาดพร้าว. สุธิษา เละเซ็น และคณะ. (2564). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 1. ตามผลการเรียนรู้ การเรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ : เจริญทัศน์อจท..
65 ________. (2564). คู่มือรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 1. ตามผลการเรียนรู้การเรียนรู้ กลุ่มสาระ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ : เจริญทัศน์ อจท.. อภิญญา แช๋โง้ว และคณะ. (2560). สรุปและแนวข้อสอบฟิสิกส์ เพื่อการทดสอบ เข้ามหาลัยโดยเฉพาะครอบคลุมเนื้อหาตั้งแต่ ม.4-6 พร้อมแนวข้อสอบ. กรุงเทพฯ : ธิงค์ บียอนด์บุ๊คส์. อดิชาต บ้วนกียาพันธุ์. (มปป.). ฉบับพิชิตข้อสอบ O-NET, A-NET ฟิสิกส์ ม. 4- 6. กรุงเทพฯ : ภูมิบัณฑิตการพิมพ์.
66 ภาคผนวก
67 แบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน เรื่อง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ ......................................................................................................................... รายวิชาฟิสิกส์ 5 (ว33204) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ข้อ เฉลยก่อนเรียน ข้อ เฉลยหลังเรียน 1 ก 1 ง 2 ก 2 ก 3 ค 3 ข 4 ข 4 ง 5 ค 5 ง 6 ง 6 ก 7 ก 7 ก 8 ข 8 ค 9 ง 9 ข 10 ง 10 ค (เฉลยคำตอบ)
68 รายวิชาฟิสิกส์ 5 (ว33204) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี คำชี้แจง ให้นักเรียนแสดงวิธีหาคำตอบให้ถูกต้อง 1. ขดลวดตัวนำรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสยาวด้านละ 1.50 เซนติเมตร จำนวน 25.0 รอบ ซึ่งแต่ละรอบมีขนาดเท่ากันและมีความต้านทาน 0.350 โอห์ม ถ้าให้ สนามแม่เหล็กที่มีขนาดคงตัวในทิศทางตั้งฉากกับขดลวด ดังภาพ จงหา ก) ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวด ขณะที่สนามแม่เหล็ก ที่พุ่งผ่านขดลวดเปลี่ยนแปลงจาก 0 เป็น 0.500 เทสลา ภายใน 0.800 วินาที วิธีทำ พื้นที่หน้าตัดของขดลวดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส A = d2 = (0.015 m)2 = 2.25 ×10−4 m 2 จากสมการ = BAcos = (0.500 T)(2.25 ×10-4m 2 )cos0° = 1.12 × 10-4 ) Wb โจทย์ปัญหา เรื่อง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและ แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (เฉลยคำตอบ)
69 และอัตราการเปลี่ยนฟลักซ์แม่เหล็ก ∆∅ เนื่องจากการเปลี่ยนสนามแม่เหล็ก = f i − = 1.12 × 10-4 ) Wb จะได้ ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ จากสมการ = ( ) 4 1.12 10 (25.0) 0.80 N Wb t s − = = 3.50 mV ดังนั้น ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวด คือ 3.50 มิลลิโวลต์ ข) ขนาดของกระแสเหนี่ยวนำในขดลวดตัวนำ จากสมการ I = R I = 3.50 0.350 mV I = 10.0 mA ดังนั้น ขนาดของกระแสเหนี่ยวนำในขดลวดตัวนำ คือ 10.0 มิลลิแอมแปร์ 2. ในการเคลื่อนแท่งแม่เหล็กเข้าหาขดลวดวงกลม ปรากฏว่าฟลักซ์แม่เหล็กที่ตัด กับขดลวดเพิ่มจาก 1.0 × 10-4 เวเบอร์เป็น 1.2 × 10-4 เวเบอร์ในเวลา 0.2 วินาทีจงหาขนาดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำเฉลี่ยที่เกิดขึ้นมีค่าเป็นเท่าใด วิธีทำ หาขนาดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ เฉลี่ยที่เกิดขึ้นได้ จากสมการ = t การเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก ( ) 1.2 × 10-4 Wb และ Δt = 0.2 s แทนค่า = 4 4 (1.2 10 ) (1.0 10 ) 0.2 Wb Wb s − − − = 1.0 x 10 -4 V ดังนั้น ขนาดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำเฉลี่ยที่เกิดขึ้นมีค่าเป็น 1.0 × 10-4 โวลต์
70 รายวิชาฟิสิกส์5 (ว33204) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี คำชี้แจง ให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรมตามขั้นตอนและบันทึกผล ขื่อกลุ่ม.......................................................... ปฏิบัติกิจกรรมวันที่......... เดือน.................................. พ.ศ........... เวลา............ สมาชิกกลุ่ม จำนวน ................... คน 1. .................................................................................... เลขที่.................. 2. .................................................................................... เลขที่.................. 3. .................................................................................... เลขที่.................. 4. .................................................................................... เลขที่.................. 5. .................................................................................... เลขที่.................. 1. จุดประสงค์การปฏิบัติกิจกรรม เพื่อศึกษาสังเกตการเกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดตัวนำ กิจกรรมทดลอง เรื่อง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (เฉลยคำตอบ)
71 2. วัสดุและอุปกรณ์ รายการ จำนวน/กลุ่ม 1. ขดลวดทองแดงเคลือบฉนวน 1 ขด 2. แกลแวนนอมิเตอร์ 1 เครื่อง 3. แท่งแม่เหล็ก 1 อัน 4. สายไฟ 2 เส้น 3. ขั้นตอนการดำเนินกิจกรรม 3.1 นำแท่งแม่เหล็กโดยใช้ปลายขั้วแม่เหล็กสอดไว้ในขดลวดทองแดงเคลือบ ฉนวนแล้วต่อกับแกลแวนอมิเตอร์ดังรูป สังเกตเข็มแกลแวนอมิเตอร์ขณะแท่ง แม่เหล็กอยู่นิ่ง 3.2 เคลื่อนแท่งแม่เหล็กให้ปลายขั้วแม่เหล็กเคลื่อนที่ออกแล้วเข้าขดลวด พร้อมทั้งสังเกตเข็มของแกลแวนอมิเตอร์ 3.3 ทำซ้ำข้อ 3.2 โดยเคลื่อนแท่งแม่เหล็กให้เร็วมากขึ้น
72 4. บันทึกผลการทำกิจกรรม การเคลื่อนที่ของแท่งแม่เหล็ก ผลการสังเกตเข็มแกลแวนอมิเตอร์ แท่งแม่เหล็กอยู่นิ่งในขดลวด เคลื่อนปลายขั้วแม่เหล็กออกจากขดลวด เคลื่อนปลายขั้วแม่เหล็กเข้าขดลวด
73 การเคลื่อนที่ของแท่งแม่เหล็ก ผลการสังเกตเข็มแกลแวนอมิเตอร์ เคลื่อนปลายขั้วแม่เหล็กออก ขดลวดเร็วมากขึ้น เคลื่อนปลายขั้วแม่เหล็กเข้า ขดลวดเร็วมากขึ้น 5. คำถามท้ายกิจกรรม 5.1 ขณะแท่งแม่เหล็กอยู่นิ่งในขดลวดเคลือบฉนวน เข็มแกลแวนอมิเตอร์เบน จากเดิมหรือไม่ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5.2 ขณะเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กออกแล้วเข้าขดลวด เข็มแกลแวนอมิเตอร์ เบนอย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ แนวคำตอบ ไม่เบนจากเดิม แนวคำตอบ ขณะเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กออกจากขดลวดเข็ม แกลแวนอมิเตอร์จะเบนจากตำแหน่งศูนย์ไปในทิศทางหนึ่ง และขณะ เคลื่อนที่เข้าขดลวดจะเบนจากตำแหน่งศูนย์ไปในทิศทางตรงข้าม
74 5.3 ขณะเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กออกแล้วเข้าขดลวดเร็วมากขึ้น เข็มแกลแวนอมิเตอร์เบนต่างจากตอนแรกอย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5.4 ขณะเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กออกแล้วเข้าขดลวดมีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น หรือไม่ สังเกตได้อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5.5 ขณะเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กออกและขณะเคลื่อนที่เข้าขดลวด กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นมีทิศเดียวกันหรือไม่ สังเกตได้อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5.6 การเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กออกแล้วเข้าขดลวดด้วยความเร็วต่างกัน เกิดกระแสไฟฟ้าภายในขดลวดมีขนาดเท่ากันหรือไม่ สังเกตได้อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ แนวคำตอบ เข็มแกลแวนอมิเตอร์จะเบนจากตำแหน่งศูนย์ไปในทิศทาง เช่นเดียวกับตอนแรกแต่เบนมากกว่าตอนแรก แนวคำตอบ มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นสังเกตได้จากการเบนจากตำแหน่งศูนย์ ของเข็มแกลแวนอมิเตอร์ แนวคำตอบ ขณะเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กออกและขณะเคลื่อนที่เข้าขดลวด กระแสไฟฟ้ามีทิศทางตรงกันข้ามกัน สังเกตได้จากทิศทางการเบนของเข็ม แกลแวนอมิเตอร์จากตำแหน่งศูนย์มีทิศทางตรงข้ามกัน แนวคำตอบ ไม่เท่ากัน สังเกตได้จากการเบนของเข็มแกลแวนอมิเตอร์ จากตำแหน่งศูนย์เบนไม่เท่ากัน
75 รายวิชาฟิสิกส์ 5 (ว33204) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี คำชี้แจง นักเรียนแสดงวิธีหาคำตอบให้ถูกต้อง 1. หม้อแปลงอันหนึ่งแปลงไฟฟ้าที่มีค่าความต่างศักย์ 220 โวลต์ เป็น 110 โวลต์ ก. ถ้าขดลวดทุติยภูมิมี 50 รอบ ขดลวดปฐมภูมิจะมีกี่รอบ ข. ถ้ากระแสในขดลวดทุติยภูมิเป็น 20 แอมแปร์ กระแสในขดลวดปฐมภูมิ มีค่าเท่าไร วิธีทำ จากโจทย์ทราบ V1 = 220 V และ V2 = 110V ก. เมื่อ N2 = 50 รอบ จากสมการ 1 2 V V = 1 2 N N จะได้ 220 110 = 1 50 N N1 = 100 รอบ ดังนั้น ถ้าขดลวดทุติยภูมิมี 50 รอบ ขดลวดปฐมภูมิจะมี 100 รอบ ข. เมื่อ I2 = 20 A และโจทย์ไม่กล่าวถึงประสิทธิภาพของหม้อแปลง แสดงว่าหม้อแปลงมีประสิทธิภาพ 100% จากสมการ 1 2 V V = 2 1 I I จะได้ 220 110 = (20)(110) 10 220 = A ดังนั้น ถ้ากระแสในขดลวดทุติยภูมิเป็น 20 แอมแปร์ กระแสในขดลวด ปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ 10 แอมแปร์ โจทย์ปัญหา เรื่อง หม้อแปลงไฟฟ้า (เฉลยคำตอบ)
76 2. หม้อแปลงสำหรับแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าจาก 2,400 โวลต์ เป็น 120 โวลต์ เกิดกำลังในขดลวด 10 กิโลวัตต์ หม้อแปลงมีประสิทธิภาพ 80 เปอร์เซ็นต์ถ้า ขดลวดปฐมภูมิมีขดลวดพันไว้ 4,0000 รอบ ก. ขดลวดทุติยภูมิลวดพันกี่รอบ ข. กำลังในขดลวดปฐมภูมิมีค่าเท่าไร ค. กระแสไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิมีค่าเท่าไร ง. กระแสไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิมีค่าเท่าไร วิธีทำ จากโจทย์ทราบ E1 = 2,400 V, E2 = 120 V, P2 = 10 x 103 W, = 80% และ N1 = 4,000 รอบ ก. หาจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ จากสมการ 1 2 E E = 1 2 N N จะได้ 2400 120 = 2 4000 N N2 = 200 รอบ ดังนั้น ขดลวดทุติยภูมิลวดพัน 200 รอบ ข. หากำลังในขดลวดปฐมภูมิ จากสมการ = 2 % 1 100 P P จะได้ 1 P = 4 1.25 10 ดังนั้น กำลังในขดลวปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ 1.25 x 104 วัตต์ ค. หากระแสไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิ จากสมการ 1 P = 1 1 IV = 1 1 IE จะได้ 4 1.25 10 = 1 I (2,400) 1 I = 5.2 A ดังนั้น กระแสไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ 5.2 แอมแปร์
77 ง. หากระแสไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ จากสมการ 2 P = 2 2 IV = 2 2 I E จะได้ 3 10 10 = 2 I (120) 2 I = 83.3 A ดังนั้น กระแสไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิมีค่าเท่ากับ 83.3 แอมแปร์ 3. หม้อแปลงเครื่องหนึ่งมีประสิทธิภาพ 95 เปอร์เซ็นต์ เมื่อมีแรงดันไฟฟ้าขนาด 150 โวลต์ เข้ามาที่ขดลวดปฐมภูมิ จะเกิดกระแสไฟฟ้าที่ขดลวดปฐมภูมิและ ทุติยภูมิ 2 และ 0.95 แอมแปร์ตามลำดับ แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดทุติยภูมิมีค่า เท่าไร วิธีทำ จากโจทย์ทราบ = 95%, E1 = 150 V, I1 = 2A และ I2 = 0.95 A จากสมการ = 2 % 1 100 P P = 2 2 % 1 1 100 I E I E 95% = 2 % (0.95) 100 (2)(150) E 2 0.95E = 285 2 E = 300 V ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดทุติยภูมิมีค่าเท่ากับ 300 โวลต์
78 รายวิชาฟิสิกส์ 5 (ว33204) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี คำชี้แจง ให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรมตามขั้นตอนและบันทึกผล ขื่อกลุ่ม.......................................................... ปฏิบัติกิจกรรมวันที่......... เดือน.................................. พ.ศ........... เวลา............ สมาชิกกลุ่ม จำนวน ................... คน 1. .................................................................................... เลขที่.................. 2. .................................................................................... เลขที่.................. 3. .................................................................................... เลขที่.................. 4. .................................................................................... เลขที่.................. 5. .................................................................................... เลขที่.................. 1. จุดประสงค์การปฏิบัติกิจกรรม เพื่อศึกษาสังเกตหลักการทำงานของหม้อแปลงได้อย่างถูกต้อง กิจกรรมทดลอง เรื่อง หม้อแปลง (เฉลยคำตอบ)
79 2. วัสดุและอุปกรณ์ รายการ จำนวน/กลุ่ม 1. สายไฟฟ้า 2 เส้น 2. แบตเตอรี่ 4 ก้อน 3. แกนเหล็กรูปตัวยู - 4. หลอดไฟ 6 โวลต์ - 5. หม้อแปลงไฟฟ้าโวลต์ต่ำ 1 เครื่อง 6. ขดลวด 100 รอบ และ 200 รอบ 1 ชุด 1 ชุด 3. ขั้นตอนการดำเนินกิจกรรม 3.1 จัดอุปกรณ์ชุดไฟฟ้าแม่เหล็กที่มีขดลวด 100 และ 200 รอบ สวมไปที่แกน เหล็กรูปตัวยู ดังภาพ (ก) 3.2 นำแกนเหล็กรูปตัวยูมาวางต่อเป็นวงจรไฟฟ้ากับแบตเตอรี่ 4 ก้อน และต่อขดลวด 200 รอบ กับหลอดไฟฟ้า ดังภาพ (ข) สังเกตความสว่างของหลอดไฟ 3.3 เปลี่ยนต่อขดลวด 100 รอบ กับหลอดไฟ สังเกตความสว่างของหลอดไฟฟ้า ดัง ภาพ (ค)
80 3.4 ทำการทดลองซ้ำในข้อ 3.2 และ 3.3 โดยเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นแหล่งจ่าย ไฟฟ้ากระแสสลับ (หม้อแปลงโวลต์ต่ำ 6 โวลต์) ดังภาพ (ง) และ (จ) 4. บันทึกผลการทำกิจกรรม ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5. คำถามท้ายกิจกรรม 5.1 ขณะที่ไฟฟ้ากระแสตรงผ่านขดลวดแรก จะมีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้น ในขดลวดที่สองหรือไม่ อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5.2 ขณะที่ไฟฟ้ากระแสสลับผ่านขดลวดแรก จะมีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้น ในขดลวดที่สองหรือไม่อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 5.3 จำนวนรอบของขดลวดมีผลต่อความสว่างของหลอดไฟหรือไม่ อย่างไร ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ แนวคำตอบ เมื่อกระแสไฟฟ้าตรงผ่านขดลวดขดแรก จะไม่มีกระแสไฟฟ้า เหนี่ยวนำเกิดขึ้นในขดลวดขดที่สอง แนวคำตอบ เมื่อต่อวงจนตามภาพ (ข) และ (ค) หลอดไฟจะไม่สว่าง แต่เมื่อต่อ วงจรตามภาพ (ง) และ (จ) หลอดไฟจะสว่าง โดยหลอดไฟของวงจรในภาพ (ง) จะสว่างกว่าหลอดไฟฟ้าของวงจรในภาพ (จ) แนวคำตอบ เมื่อกระแสไฟฟ้าสลับผ่านขดลวดขดแรก จะมีกระแสไฟฟ้า เหนี่ยวนำเกิดขึ้นในขดลวดขดที่สอง แนวคำตอบ มีผลต่อความสว่าง หากเพิ่มจำนวนรอบของขดลวด ความสว่าง ของหลอดไฟฟ้าก็จะเพิ่มไปด้วย
81