전기와 자기 문항실

4차시 · 옴의 법칙

E2Q12 · 원문 12번

그림은 전압이 9 V인 전지에 저항이 180 Ω인 꼬마전구를 연결한 회로를 나타낸 것이다. 이 회로에 흐르는 전류의 세기는?(단, 회로는 끊어진 부분이 없이 모두 연결되어 있다.)

9 V 전원과 180 Ω 전구+−9 V180 Ω
정답·선지별 근거
③ 50 mA

① 0.05는 A 단위 값이며 mA로 쓰면 1000배 작아진다.

② 0.005 A이므로 실제 0.05 A의 1/10이다.

③ 9/180=0.05 A=50 mA이다.

④ 0.5 A로 실제의 10배이다.

⑤ 전류는 전압과 저항을 곱하지 않고 나눈다. 오개념 「옴의 법칙 곱셈 착각」: 전류를 구할 때는 전압을 저항으로 나눈다.

E2Q13 · 원문 13번

어떤 니크롬선의 양 끝에 12 V의 전압을 걸어 주었더니 300 mA의 전류가 흘렀다. 이 니크롬선의 저항은?

정답·선지별 근거
④ 40 Ω

① 300 mA를 300 A처럼 넣은 값이다. 오개념 「mA를 A로 그대로 대입」: 300 mA를 0.3 A로 바꾼 뒤 저항을 계산한다.

② 단위 환산 후 12/0.3은 0.4가 아닌 40이다.

③ 12/4=3 A로 주어진 0.3 A와 다르다.

④ 12/0.3=40 Ω이고 역산도 0.3 A이다.

⑤ 전압과 mA 값을 곱하여 저항을 구하지 않는다.

E2Q14 · 원문 14번

물질의 전기적 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

정답·선지별 근거
① 유리와 고무는 전기 저항이 매우 커서 전류가 거의 흐르지 않는다.

① 유리와 고무는 저항이 매우 큰 부도체이다.

② 구리와 은은 전류가 잘 흐르는 도체이다.

③ 금속이 아닌 흑연도 전류가 흐른다. 오개념 「비금속은 모두 부도체」: 금속이 아닌 흑연도 전류가 흐르는 도체이다.

④ 반도체는 조건에 따라 전류가 흐를 수 있다.

⑤ 피복의 목적은 절연이며 전류를 잘 흐르게 하는 것이 아니다.

E2Q15 · 원문 15번

전류, 전압, 저항의 관계에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 고른 것은?

ㄱ. 저항이 일정할 때 전압을 2배로 하면 전류의 세기도 2배가 된다. ㄴ. 전압이 일정할 때 저항을 3배로 하면 전류의 세기도 3배가 된다. ㄷ. 전압-전류 그래프에서 기울기가 클수록 저항이 작다. ㄹ. 재질과 길이가 같은 두 도선을 같은 전압에 연결하면 굵은 쪽에 더 센 전류가 흐른다.

정답·선지별 근거
④ ㄱ, ㄷ, ㄹ

ㄱ R 일정에서 I는 V에 비례한다.

ㄴ V 일정에서 R이 3배이면 I는 1/3배이다. 오개념 「저항과 전류의 관계 뒤집기」: 전압이 일정하면 저항이 커질수록 전류는 작아진다.

ㄷ 가로 V·세로 I 그래프의 기울기는 I/V이므로 클수록 R이 작다.

ㄹ 굵은 도선은 R이 작아 같은 V에서 I가 크다.

① ㄴ은 틀림: V 일정에서 R이 3배이면 I는 1/3배이다. / ㄷ, ㄹ도 옳으므로 포함해야 한다.

② ㄹ도 옳으므로 포함해야 한다.

③ ㄴ은 틀림: V 일정에서 R이 3배이면 I는 1/3배이다. / ㄱ, ㄷ도 옳으므로 포함해야 한다.

④ 옳은 보기 ㄱ, ㄷ, ㄹ을 모두 포함한다.

⑤ ㄴ은 틀림: V 일정에서 R이 3배이면 I는 1/3배이다. / ㄱ도 옳으므로 포함해야 한다.

E2Q16 · 원문 16번

그림은 두 저항 (가)와 (나)에 걸어 준 전압과 그때 흐르는 전류의 세기를 나타낸 그래프이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

E2Q16 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
⑤ 그래프의 기울기가 더 큰 (가)가 (나)보다 저항이 크다.

① 둘 다 원점을 지나는 직선이므로 I와 V가 비례한다.

② 6/0.6=10 Ω이다.

③ 6/0.2=30 Ω이다.

④ 같은 V에서 0.6/0.2=3배이다.

⑤ 기울기가 큰 (가)는 전류가 더 커서 저항이 더 작다. 오개념 「그래프 기울기를 저항으로 착각」: 가로축 V·세로축 I에서는 가파를수록 같은 전압에 더 큰 전류가 흘러 저항이 작다.

E2Q17 · 원문 17번

표는 어떤 니크롬선에 걸어 준 전압을 바꾸면서 흐르는 전류의 세기를 측정한 결과이다. ㉠ 이 니크롬선의 저항과 ㉡ (가)에 들어갈 값을 단위와 함께 쓰시오.

E2Q17 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
㉠ 5 Ω ㉡ 0.6 A

㉠ 1/0.2=4/0.8=5 Ω이다. 오개념 「저항 계산의 분자·분모 뒤집기」: 저항은 전류÷전압이 아니라 전압÷전류이다.

㉡ 3/5=0.6 A로 표의 증가 규칙과 일치한다.

E2Q18 · 원문 18번

그림은 도선 A, B, C에 걸어 준 전압과 흐르는 전류의 세기를 나타낸 그래프이다. A와 B는 재질과 길이가 같고 굵기만 다르며, B와 C는 재질과 굵기가 같고 길이만 다르다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

E2Q18 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
① 도선의 굵기는 A가 B보다 굵다.

① A와 B는 같은 재질·길이이고 R_A<R_B이므로 A가 굵다.

② 저항 순서는 A<B<C이다. 오개념 「기울기·저항 순서 혼동」: 같은 전압의 전류가 A>B>C이면 저항은 A<B<C이다.

③ C는 B보다 저항이 크고 같은 재질·굵기이므로 더 길다.

④ 같은 V에서 C의 전류가 가장 작다.

⑤ B와 C는 굵기가 같고 길이가 다르다고 주어졌다.

E2Q19 · 원문 19번

그림은 전압이 3.0 V로 같은 두 전원 장치에 전구 ㉮와 ㉯를 각각 연결한 회로이다. 전류계는 ㉮ 회로에서 1.0 A, ㉯ 회로에서 0.5 A를 가리켰고 전구 ㉮가 ㉯보다 밝게 켜졌다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

E2Q19 원본 문항 그림

ㄱ. ㉮의 저항은 3 Ω, ㉯의 저항은 6 Ω이다. ㄴ. 전압이 같은데 밝기가 다른 것은 두 전구의 저항이 다르기 때문이다. ㄷ. ㉯ 회로의 전압만 6.0 V로 높이면 전류와 함께 ㉯의 저항도 2배가 된다.

정답·선지별 근거
① ㄱ, ㄴ

ㄱ ㉮ 3 Ω, ㉯ 6 Ω으로 계산된다.

ㄴ 같은 3.0 V에서 저항이 작은 ㉮에 더 큰 전류가 흘러 ㉮가 더 밝게 켜진다.

ㄷ 온도에 따른 저항 변화를 무시하면 전압이 두 배여도 R은 그대로이다. 오개념 「전압이 저항도 바꾼다는 생각」: 전압을 두 배로 높이면 전류가 두 배가 되고 저항은 그대로이다.

① 옳은 보기 ㄱ, ㄴ을 모두 포함한다.

② ㄷ은 틀림: 온도에 따른 저항 변화를 무시하면 전압이 두 배여도 R은 그대로이다. / ㄱ, ㄴ도 옳으므로 포함해야 한다.

③ ㄴ도 옳으므로 포함해야 한다.

④ ㄷ은 틀림: 온도에 따른 저항 변화를 무시하면 전압이 두 배여도 R은 그대로이다. / ㄱ도 옳으므로 포함해야 한다.

⑤ ㄷ은 틀림: 온도에 따른 저항 변화를 무시하면 전압이 두 배여도 R은 그대로이다.

E2Q20 · 원문 20번

그림은 전압이 일정한 전원 장치에 저항이 다른 니크롬선을 하나씩 바꾸어 연결하면서, 저항에 따라 흐르는 전류의 세기를 측정한 그래프이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 고른 것은?

E2Q20 원본 문항 그림

ㄱ. 전압이 일정할 때 전류의 세기는 저항에 반비례한다. ㄴ. 이 전원 장치의 전압은 6 V이다. ㄷ. 저항이 4 Ω인 니크롬선을 연결하면 1.5 A의 전류가 흐른다. ㄹ. 저항을 12 Ω으로 하면 전류가 전혀 흐르지 않는다.

정답·선지별 근거
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ

ㄱ V가 일정해 I=V/R의 반비례 관계이다.

ㄴ 2 Ω×3 A=6 V이며 다른 점도 같다.

ㄷ 6/4=1.5 A이다.

ㄹ 6/12=0.5 A로 전류가 흐른다. 오개념 「곡선이 가로축에 닿는다는 생각」: 12 Ω에서도 6÷12=0.5 A로 전류가 흐른다.

① ㄷ도 옳으므로 포함해야 한다.

② ㄹ은 틀림: 6/12=0.5 A로 전류가 흐른다. / ㄱ, ㄷ도 옳으므로 포함해야 한다.

③ ㄹ은 틀림: 6/12=0.5 A로 전류가 흐른다. / ㄴ도 옳으므로 포함해야 한다.

④ 옳은 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ을 모두 포함한다.

⑤ ㄹ은 틀림: 6/12=0.5 A로 전류가 흐른다.