전기와 자기 · 함께 풀어 봅시다

4차시 · 옴의 법칙

그림을 보고, 핵심을 찾고, 답까지.

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E2Q12 옴의 법칙 — 전류 계산

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.)

① 0.05 mA

② 5 mA

③ 50 mA

④ 500 mA

⑤ 1620 mA

발문의 조건에 맞게 접속선을 이은 회로 그림입니다.

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E2Q12 옴의 법칙 — 전류 계산

① 0.05 mA

② 5 mA

③ 50 mA

④ 500 mA

⑤ 1620 mA

전류는 전압 ÷ 저항

I = V/R = 9/180 = 0.05 A

0.05 A × 1000 = 50 mA

답③ 50 mA

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E2Q12 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

① 0.05 mA

이 문항에서 고르지 않는 선지

0.05는 A 단위 값이며 mA로 쓰면 1000배 작아진다.

② 5 mA

이 문항에서 고르지 않는 선지

0.005 A이므로 실제 0.05 A의 1/10이다.

③ 50 mA

이 문항의 정답 선지

9/180=0.05 A=50 mA이다.

④ 500 mA

이 문항에서 고르지 않는 선지

0.5 A로 실제의 10배이다.

⑤ 1620 mA

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

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E2Q13 옴의 법칙 — 저항 계산

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

① 0.04 Ω

② 0.4 Ω

③ 4 Ω

④ 40 Ω

⑤ 3600 Ω

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E2Q13 옴의 법칙 — 저항 계산

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

① 0.04 Ω

② 0.4 Ω

③ 4 Ω

④ 40 Ω

⑤ 3600 Ω

mA를 A로 바꾼 뒤

300 mA = 0.3 A

R = V/I = 12/0.3 = 40 Ω

답④ 40 Ω

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E2Q13 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

① 0.04 Ω

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

② 0.4 Ω

이 문항에서 고르지 않는 선지

단위 환산 후 12/0.3은 0.4가 아닌 40이다.

③ 4 Ω

이 문항에서 고르지 않는 선지

12/4=3 A로 주어진 0.3 A와 다르다.

④ 40 Ω

이 문항의 정답 선지

12/0.3=40 Ω이고 역산도 0.3 A이다.

⑤ 3600 Ω

이 문항에서 고르지 않는 선지

전압과 mA 값을 곱하여 저항을 구하지 않는다.

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E2Q14 도체·부도체·반도체

물질의 전기적 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 유리와 고무는 전기 저항이 매우 커서 전류가 거의 흐르지 않는다.

② 구리와 은은 전류가 잘 흐르지 않으므로 부도체로 분류한다.

③ 흑연은 금속이 아니므로 전류가 전혀 흐르지 않는 부도체이다.

④ 반도체는 어떤 조건에서도 전류가 흐르지 않는다.

⑤ 전선을 감싼 플라스틱 피복은 전류가 더 잘 흐르게 하려고 씌운 것이다.

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E2Q14 도체·부도체·반도체

물질의 전기적 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 유리와 고무는 전기 저항이 매우 커서 전류가 거의 흐르지 않는다.

② 구리와 은은 전류가 잘 흐르지 않으므로 부도체로 분류한다.

③ 흑연은 금속이 아니므로 전류가 전혀 흐르지 않는 부도체이다.

④ 반도체는 어떤 조건에서도 전류가 흐르지 않는다.

⑤ 전선을 감싼 플라스틱 피복은 전류가 더 잘 흐르게 하려고 씌운 것이다.

잘 흐르는 물질, 막는 물질

구리·은·흑연 → 도체

유리·고무 → 부도체 반도체 → 조건에 따라 달라짐

답① 유리와 고무는 전기 저항이 매우 커서 전류가 거의 흐르지 않는다.

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E2Q14 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

① 유리와 고무는 전기 저항이 매우 커서 전류가 거의 흐르지 않는다.

이 문항의 정답 선지

유리와 고무는 저항이 매우 큰 부도체이다.

② 구리와 은은 전류가 잘 흐르지 않으므로 부도체로 분류한다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

구리와 은은 전류가 잘 흐르는 도체이다.

③ 흑연은 금속이 아니므로 전류가 전혀 흐르지 않는 부도체이다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

④ 반도체는 어떤 조건에서도 전류가 흐르지 않는다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

반도체는 조건에 따라 전류가 흐를 수 있다.

⑤ 전선을 감싼 플라스틱 피복은 전류가 더 잘 흐르게 하려고 씌운 것이다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

피복의 목적은 절연이며 전류를 잘 흐르게 하는 것이 아니다.

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E2Q15 전류·전압·저항의 관계

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

보기

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.

① ㄱ, ㄴ

② ㄱ, ㄷ

③ ㄴ, ㄹ

④ ㄱ, ㄷ, ㄹ

⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

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E2Q15 전류·전압·저항의 관계

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.

① ㄱ, ㄴ

② ㄱ, ㄷ

③ ㄴ, ㄹ

④ ㄱ, ㄷ, ㄹ

⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

I = V/R에서 비교하자

R 일정: V 2배 → I 2배 V 일정: R 3배 → I 1/3배

가로 V·세로 I: 가파름 → R ↓ 같은 재질·길이: 굵음 → I ↑

답④ ㄱ, ㄷ, ㄹ

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E2Q15 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

ㄱ 저항이 일정할 때 전압을 2배로 하면 전류의 세기도 2배가 된다.

옳은 보기

R 일정에서 I는 V에 비례한다.

ㄴ 전압이 일정할 때 저항을 3배로 하면 전류의 세기도 3배가 된다.

고쳐야 할 보기

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

ㄷ 전압-전류 그래프에서 기울기가 클수록 저항이 작다.

옳은 보기

가로 V·세로 I 그래프의 기울기는 I/V이므로 클수록 R이 작다.

ㄹ 재질과 길이가 같은 두 도선을 같은 전압에 연결하면 굵은 쪽에 더 센 전류가 흐른다.

옳은 보기

굵은 도선은 R이 작아 같은 V에서 I가 크다.

① ㄱ, ㄴ

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

② ㄱ, ㄷ

이 문항에서 고르지 않는 선지

ㄹ도 옳으므로 포함해야 한다.

③ ㄴ, ㄹ

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

④ ㄱ, ㄷ, ㄹ

이 문항의 정답 선지

옳은 보기 ㄱ, ㄷ, ㄹ을 모두 포함한다.

⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

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E2Q16 전압-전류 그래프 읽기

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

① (가)와 (나) 모두 전류의 세기가 걸어 준 전압에 비례한다.

② (가)의 저항은 10 Ω이다.

③ (나)의 저항은 30 Ω이다.

④ 같은 전압을 걸어 주면 (가)에는 (나)의 3배인 전류가 흐른다.

⑤ 그래프의 기울기가 더 큰 (가)가 (나)보다 저항이 크다.

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E2Q16 전압-전류 그래프 읽기

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

① (가)와 (나) 모두 전류의 세기가 걸어 준 전압에 비례한다.

② (가)의 저항은 10 Ω이다.

③ (나)의 저항은 30 Ω이다.

④ 같은 전압을 걸어 주면 (가)에는 (나)의 3배인 전류가 흐른다.

⑤ 그래프의 기울기가 더 큰 (가)가 (나)보다 저항이 크다.

같은 6 V에서 읽으면

전류: (가) 0.6 A (나) 0.2 A

R(가) = 6/0.6 = 10 Ω R(나) = 6/0.2 = 30 Ω

가로 V·세로 I 더 가파른 (가)의 R이 작다

고쳐야 할 설명⑤ 그래프의 기울기가 더 큰 (가)가 (나)보다 저항이 크다.

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E2Q16 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

① (가)와 (나) 모두 전류의 세기가 걸어 준 전압에 비례한다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

둘 다 원점을 지나는 직선이므로 I와 V가 비례한다.

② (가)의 저항은 10 Ω이다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

6/0.6=10 Ω이다.

③ (나)의 저항은 30 Ω이다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

6/0.2=30 Ω이다.

④ 같은 전압을 걸어 주면 (가)에는 (나)의 3배인 전류가 흐른다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

같은 V에서 0.6/0.2=3배이다.

⑤ 그래프의 기울기가 더 큰 (가)가 (나)보다 저항이 크다.

이 문항의 정답 선지

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.

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E2Q17 측정표에서 저항·빈칸 값

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

자료를 근거로 답을 설명해 보세요.

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E2Q17 측정표에서 저항·빈칸 값

표에서 한 쌍만 골라서

R = V/I = 1/0.2 = 5 Ω

I = 3/5 = 0.6 A

답㉠ 5 Ω ㉡ 0.6 A

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E2Q17 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

㉠

판단 근거

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

㉡

판단 근거

3/5=0.6 A로 표의 증가 규칙과 일치한다.

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E2Q18 그래프 기울기와 도선의 모양

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?

① 도선의 굵기는 A가 B보다 굵다.

② 저항의 크기는 A가 가장 크고 C가 가장 작다.

③ 도선의 길이는 C가 B보다 짧다.

④ 같은 전압을 걸어 주면 C에 가장 센 전류가 흐른다.

⑤ B와 C의 저항이 다른 것은 두 도선의 굵기가 다르기 때문이다.

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E2Q18 그래프 기울기와 도선의 모양

① 도선의 굵기는 A가 B보다 굵다.

② 저항의 크기는 A가 가장 크고 C가 가장 작다.

③ 도선의 길이는 C가 B보다 짧다.

④ 같은 전압을 걸어 주면 C에 가장 센 전류가 흐른다.

⑤ B와 C의 저항이 다른 것은 두 도선의 굵기가 다르기 때문이다.

전류에서 저항, 모양으로

같은 V: I는 A > B > C R은 A < B < C

A·B는 굵기만 다름 R이 작은 A가 더 굵다

B·C는 길이만 다름 R이 큰 C가 더 길다

답① 도선의 굵기는 A가 B보다 굵다.

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E2Q18 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

① 도선의 굵기는 A가 B보다 굵다.

이 문항의 정답 선지

A와 B는 같은 재질·길이이고 R_A<R_B이므로 A가 굵다.

② 저항의 크기는 A가 가장 크고 C가 가장 작다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

③ 도선의 길이는 C가 B보다 짧다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

C는 B보다 저항이 크고 같은 재질·굵기이므로 더 길다.

④ 같은 전압을 걸어 주면 C에 가장 센 전류가 흐른다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

같은 V에서 C의 전류가 가장 작다.

⑤ B와 C의 저항이 다른 것은 두 도선의 굵기가 다르기 때문이다.

이 문항에서 고르지 않는 선지

B와 C는 굵기가 같고 길이가 다르다고 주어졌다.

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E2Q19 같은 전압, 다른 밝기 — 저항

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?

보기

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.

① ㄱ, ㄴ

② ㄷ

③ ㄱ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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E2Q19 같은 전압, 다른 밝기 — 저항

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.

① ㄱ, ㄴ

② ㄷ

③ ㄱ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

두 회로 모두 3 V

R㉮ = 3/1 = 3 Ω R㉯ = 3/0.5 = 6 Ω

같은 3 V: 저항이 작은 ㉮ 전류가 더 세고 더 밝음

㉯에 6 V: 전류는 1 A 저항은 6 Ω 그대로

답① ㄱ, ㄴ

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E2Q19 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

ㄱ ㉮의 저항은 3 Ω, ㉯의 저항은 6 Ω이다.

옳은 보기

㉮ 3 Ω, ㉯ 6 Ω으로 계산된다.

ㄴ 전압이 같은데 밝기가 다른 것은 두 전구의 저항이 다르기 때문이다.

옳은 보기

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

ㄷ ㉯ 회로의 전압만 6.0 V로 높이면 전류와 함께 ㉯의 저항도 2배가 된다.

고쳐야 할 보기

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 ㄱ, ㄴ

이 문항의 정답 선지

옳은 보기 ㄱ, ㄴ을 모두 포함한다.

② ㄷ

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

③ ㄱ

이 문항에서 고르지 않는 선지

ㄴ도 옳으므로 포함해야 한다.

④ ㄴ, ㄷ

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

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E2Q20 저항-전류 그래프 읽기 (전압 일정)

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?

보기

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.

① ㄱ, ㄴ

② ㄴ, ㄹ

③ ㄱ, ㄷ, ㄹ

④ ㄱ, ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

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E2Q20 저항-전류 그래프 읽기 (전압 일정)

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.

① ㄱ, ㄴ

② ㄴ, ㄹ

③ ㄱ, ㄷ, ㄹ

④ ㄱ, ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

그래프의 곱은 일정하다

V = IR = 3×2 = 6 V

4 Ω: I = 6/4 = 1.5 A

12 Ω: I = 6/12 = 0.5 A 저항이 커져도 전류가 0은 아님

답④ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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E2Q20 · 선지와 보기를 짚어 봅시다

ㄱ 전압이 일정할 때 전류의 세기는 저항에 반비례한다.

옳은 보기

V가 일정해 I=V/R의 반비례 관계이다.

ㄴ 이 전원 장치의 전압은 6 V이다.

옳은 보기

2 Ω×3 A=6 V이며 다른 점도 같다.

ㄷ 저항이 4 Ω인 니크롬선을 연결하면 1.5 A의 전류가 흐른다.

옳은 보기

6/4=1.5 A이다.

ㄹ 저항을 12 Ω으로 하면 전류가 전혀 흐르지 않는다.

고쳐야 할 보기

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

① ㄱ, ㄴ

이 문항에서 고르지 않는 선지

ㄷ도 옳으므로 포함해야 한다.

② ㄴ, ㄹ

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

③ ㄱ, ㄷ, ㄹ

이 문항에서 고르지 않는 선지

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

④ ㄱ, ㄴ, ㄷ

이 문항의 정답 선지

옳은 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ을 모두 포함한다.

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

이 문항에서 고르지 않는 선지

ㄹ은 틀림: 6/12=0.5 A로 전류가 흐른다.

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