전기와 자기 문항실

3차시 · 전류·전압·저항

E2Q1 · 원문 1번

전류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

정답·선지별 근거
⑤ 도선 속 전자는 전지의 (+)극에서 출발하여 (−)극 쪽으로 움직인다.

① 전류는 전하의 흐름이다.

② 전류 단위는 A이다.

③ 외부 회로에서 약속한 전류 방향이다. 오개념 「전류·전자 방향 혼동」: 전류의 약속 방향과 전자 이동 방향은 반대이다.

④ m은 1/1000을 뜻한다.

⑤ 전자는 외부 회로에서 (−)에서 (+) 쪽으로 이동한다.

E2Q2 · 원문 2번

전기 회로를 물의 흐름에 비유할 때, 다음 물의 흐름 장치에 해당하는 전기 회로의 요소를 각각 쓰시오. ㉠ 펌프 ㉡ 수도관 ㉢ 물레방아 ㉣ 물의 흐름

E2Q2 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
㉠ 전지 ㉡ 전선 ㉢ 전구(전기 기구) ㉣ 전류

㉠ 전지: 펌프처럼 흐름을 일으키는 역할이다.

㉡ 전선: 물이 수도관으로 흐르듯 전하가 지나는 길이다.

㉢ 전구: 물레방아처럼 전달받은 에너지를 다른 형태로 바꾼다.

㉣ 전류: 물의 흐름 자체에 해당한다. 오개념 「전압·전류 역할 혼동」: 물의 흐름은 전류, 흐르게 하는 능력은 전압에 대응한다.

E2Q3 · 원문 3번

전압에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 전압은 전류를 흐르게 하는 능력이다. ㄴ. 전압의 단위는 V이다. ㄷ. 전압이 커지면 전지가 전자를 새로 만들어 내어 회로에 전자가 더 많아진다.

정답·선지별 근거
③ ㄱ, ㄴ

ㄱ 전압은 전류를 흐르게 하는 능력이다.

ㄴ 전압의 단위는 V이다.

ㄷ 전자는 원래 도선에 있고 전지는 전자를 새로 만들지 않는다. 오개념 「전지의 전자 생성」: 전지는 도선에 이미 있던 전자를 흐르게 할 뿐 전자를 새로 만들지 않는다.

① ㄴ도 옳으므로 포함해야 한다.

② ㄱ도 옳으므로 포함해야 한다.

③ 옳은 보기 ㄱ, ㄴ을 모두 포함한다.

④ ㄷ은 틀림: 전자는 원래 도선에 있고 전지는 전자를 새로 만들지 않는다. / ㄴ도 옳으므로 포함해야 한다.

⑤ ㄷ은 틀림: 전자는 원래 도선에 있고 전지는 전자를 새로 만들지 않는다. / ㄱ도 옳으므로 포함해야 한다.

E2Q4 · 원문 4번

전기 저항에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

정답·선지별 근거
① 재질과 굵기가 같은 니크롬선이라면 길이가 길수록 저항이 작아진다.

① 같은 재질·굵기이면 길수록 저항이 커진다.

② 저항의 정의와 단위가 모두 맞다.

③ 굵을수록 전자가 지날 통로가 넓어진다. 오개념 「굵기·저항 관계 뒤집기」: 재질·길이가 같으면 굵은 도선의 통로가 넓어 저항이 작다.

④ 재질은 저항을 결정하는 요인이다.

⑤ I=V/R이므로 같은 V에서 R이 크면 I는 작다.

E2Q5 · 원문 5번

저항의 단위 ㉠을 쓰고, 1 Ω이 어떤 크기의 저항인지 ㉡, ㉢에 알맞은 값을 단위와 함께 쓰시오. 「1 Ω = ㉡의 전압을 걸었을 때 ㉢의 전류가 흐르는 저항」

정답·선지별 근거
㉠ Ω(옴) ㉡ 1 V ㉢ 1 A

㉠ 저항의 단위는 Ω(옴)이다. 1 V를 걸었을 때 1 A가 흐르는 저항을 1 Ω이라고 정의한다.

㉡·㉢ 저항의 단위는 Ω(옴)이다. 1 V를 걸었을 때 1 A가 흐르는 저항을 1 Ω이라고 정의한다. 오개념 「전압·전류 단위 혼동」: 걸어 주는 전압은 V, 흐르는 전류는 A로 나타낸다.

E2Q6 · 원문 6번

도선에 전류가 흐를 때 전기 저항이 생기는 까닭을 서술하시오. — 쓸 것: ① 도선 속에서 이동하는 입자는 무엇인지, ② 그 입자가 무엇과 어떻게 되어 이동을 방해받는지. 조건: 「전자」와 「원자」라는 낱말을 모두 넣어 한두 문장으로 쓸 것. 💡 힌트 도선 속 원자는 제자리에 있고, 움직이는 것은 전자뿐이다. 전자가 원자들 사이를 지나갈 때 어떤 일이 생길까?

정답·선지별 근거
도선 속을 이동하는 전자가 도선을 이루는 원자와 부딪혀 이동을 방해받기 때문이다.

원인 길이·굵기는 저항의 크기 요인이고, 이 문항은 저항이 생기는 미시적 까닭을 묻는다. 오개념 「저항의 원인과 크기 요인 혼동」: 길이·굵기가 아니라 전자와 원자의 충돌로 이동이 방해되는 까닭을 설명해야 한다.

E2Q7 · 원문 7번

그림은 재질이 같은 세 도선 (가)~(다)를 나타낸 것이다. 저항이 큰 것부터 차례대로 옳게 나열한 것은?

E2Q7 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
② (나) > (가) > (다)

① 같은 굵기에서 더 긴 (나)가 (가)보다 커야 한다. 오개념 「길이·저항 관계 뒤집기」: 재질·굵기가 같으면 더 긴 (나)의 저항이 더 크다.

② 길이 비교와 굵기 비교를 모두 만족한다.

③ 더 굵은 (다)의 저항은 가장 작다.

④ (가)와 (다)는 길이가 같고 (다)가 굵어 저항이 작다.

⑤ 길이와 굵기가 달라 저항이 같지 않다.

E2Q8 · 원문 8번

니크롬선의 양 끝에 걸어 주는 전압만 2배로 높였다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 골라 기호를 쓰시오.

ㄱ. 저항에 흐르는 전류의 세기는 증가한다. ㄴ. 니크롬선의 저항도 함께 2배가 된다. ㄷ. 저항에 흐르는 전류의 세기를 전압을 높이기 전과 같게 하려면, 니크롬선의 길이를 증가시켜야 한다.

정답·선지별 근거
ㄱ, ㄷ

ㄱ 같은 도선에 더 큰 전압을 걸면 전류가 증가한다.

ㄴ 전압만 바꾼 것으로 도선의 재질·길이·굵기가 바뀌지 않아 저항은 그대로이다. 오개념 「전압이 저항도 바꾼다는 생각」: 전압을 높여 전류가 커져도 니크롬선 자체의 저항은 그대로이다.

ㄷ 도선을 길게 하여 저항을 늘리면 전류를 줄일 수 있으므로 처음 전류에 맞출 수 있다.

E2Q9 · 원문 9번

그림 (가), (나)에 대한 설명으로 옳은 것은?

E2Q9 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
⑤ (나)에서 전류의 방향은 A에서 B 쪽이다.

① (가)에도 전자가 그려져 있다.

② 여러 방향의 운동에는 한쪽으로의 순전류가 없다.

③ 전자는 전지가 만들어 넣은 것이 아니다.

④ 전자는 무질서하게 움직이며 정지하지 않았다. 오개념 「전류 없음과 전자 정지 혼동」: 전자가 여러 방향으로 움직여도 한쪽으로 흐르는 전류는 없을 수 있다.

⑤ 전자 B→A와 반대인 전류 A→B이다.

E2Q10 · 원문 10번

도선 속에는 제자리에 고정된 (+)입자와 그 사이를 옮겨 다니는 입자 X가 있다. 회로의 스위치를 닫고 전류가 흐르기 시작하니, X가 P 끝에서 Q 끝 쪽으로 이동하였다. 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

E2Q10 원본 문항 그림

ㄱ. X는 (−)전하를 띠는 전자이다. ㄴ. 도선에 흐르는 전류의 방향은 Q에서 P 쪽이다. ㄷ. P 끝에 연결된 전지의 극은 (+)극이다.

정답·선지별 근거
④ ㄱ, ㄴ

ㄱ X는 이동하는 음전하 전자이다.

ㄴ 전자 P→Q이므로 전류는 Q→P이다.

ㄷ P 쪽은 (+)가 아니라 (−)극에 연결된다. 오개념 「전자 출발 극 뒤집기」: 전자가 출발하는 P 쪽은 (−)극이다.

① ㄴ도 옳으므로 포함해야 한다.

② ㄱ도 옳으므로 포함해야 한다.

③ ㄷ은 틀림: P 쪽은 (+)가 아니라 (−)극에 연결된다. / ㄴ도 옳으므로 포함해야 한다.

④ 옳은 보기 ㄱ, ㄴ을 모두 포함한다.

⑤ ㄷ은 틀림: P 쪽은 (+)가 아니라 (−)극에 연결된다.

E2Q11 · 원문 11번

표는 전구 ㉮, ㉯에 흐르는 전류의 세기를 나타낸 것이다. ㉠ 두 전구 중 더 센 전류가 흐르는 전구를 쓰고, ㉡ ㉯에 흐르는 전류를 A 단위로 나타내시오.

E2Q11 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
㉠ ㉮ ㉡ 0.25 A

㉠ 0.4 A > 0.25 A이므로 ㉮가 더 세다. 오개념 「단위 없는 숫자 비교」: 250과 0.4를 바로 비교하지 않고 A 또는 mA로 단위를 맞춘다.

㉡ 250 mA는 250/1000 A = 0.25 A이다.