전기와 자기 문항실

모의고사 2회

MK2Q1 · 원문 1번

전기 회로에서 전류의 방향은 전자의 이동 방향과 같다.

정답·선지별 근거
X

O 전류의 방향은 전자의 존재를 알기 전에 (+)극 → (−)극으로 약속했고, 실제로 움직이는 전자는 (−)극에서 (+)극으로 이동한다. 두 방향은 서로 반대이다.

X 전류의 방향은 전자의 존재를 알기 전에 (+)극 → (−)극으로 약속했고, 실제로 움직이는 전자는 (−)극에서 (+)극으로 이동한다. 두 방향은 서로 반대이다.

MK2Q2 · 원문 2번

정전기 유도가 일어날 때, 금속 막대에서 대전체와 가까운 쪽은 대전체와 같은 종류의 전하를 띤다.

정답·선지별 근거
X

O 대전체가 금속 막대 속 전자를 끌어당기거나 밀어내므로, 가까운 쪽은 대전체와 다른 종류, 먼 쪽은 같은 종류의 전하를 띤다. 그래서 대전체와 금속 막대 사이에는 언제나 끌어당기는 힘이 작용한다.

X 대전체가 금속 막대 속 전자를 끌어당기거나 밀어내므로, 가까운 쪽은 대전체와 다른 종류, 먼 쪽은 같은 종류의 전하를 띤다. 그래서 대전체와 금속 막대 사이에는 언제나 끌어당기는 힘이 작용한다.

MK2Q3 · 원문 3번

그림은 전기를 띠지 않던 두 물체 A와 B를 서로 마찰하기 전과 후의 전하 분포를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

EM2Q3 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
② 마찰하는 동안 전자가 A에서 B로 이동하였다.

① A는 전자가 줄어 (+)전하이다.

② A의 전자 감소와 B의 증가가 일치하므로 옳다.

③ 원자핵은 각 물체에서 4개 그대로이다.

④ 마찰 전에는 각 물체의 (+)와 (−) 양이 같아 중성이었다.

⑤ 서로 다른 전하이므로 끌어당긴다.

MK2Q4 · 원문 4번

그림은 전기를 띠지 않은 검전기의 금속판 위에 (−)대전체를 가까이 한 모습이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

EM2Q4 원본 문항 그림

ㄱ. 금속판은 (+)전하를, 금속박은 (−)전하를 띤다. ㄴ. 두 장의 금속박이 같은 종류의 전하를 띠어 서로 밀어내므로 벌어진다. ㄷ. 대전체를 멀리 치워도 금속박은 벌어진 채로 있다.

정답·선지별 근거
① ㄱ, ㄴ

ㄱ (−)대전체가 전자를 금속박으로 밀어내므로 금속판은 (+), 금속박은 (−)전하를 띤다.

ㄴ 두 금속박이 모두 (−)전하를 띠어 같은 종류의 전하 사이의 힘으로 서로 밀어낸다.

ㄷ 대전체가 닿지 않아 검전기 안에서 전자 분포만 바뀌었다. 대전체를 치우면 금속박이 오므라든다.

① ㄱ과 ㄴ은 옳고 ㄷ은 틀리므로 맞는 조합이다.

② ㄱ뿐 아니라 같은 전하의 척력을 말한 ㄴ도 옳다.

③ ㄴ은 옳지만 ㄷ은 틀리고 ㄱ이 빠졌다.

④ 대전체를 치우면 금속박은 오므라들므로 ㄷ은 틀리다.

⑤ ㄷ이 포함되어 틀린 조합이다.

MK2Q5 · 원문 5번

전압에 대한 설명으로 옳은 것은?

정답·선지별 근거
① 전압은 전류를 흐르게 하는 능력이다.

① 전압은 전류를 흐르게 하는 능력이라는 설명이 맞다.

② A는 전류의 단위이고 전압은 V이다.

③ 전하의 흐름은 전류의 뜻이다.

④ 같은 상태의 도선에서 저항은 전압을 바꿔도 일정하다.

⑤ 전지는 전자를 새로 만드는 것이 아니라 이미 있는 전하의 흐름을 일으킨다.

MK2Q6 · 원문 6번 · 도전

재질과 굵기가 같은 니크롬선 A(길이 20 cm)의 저항은 10 Ω이다. ㉠ 같은 재질·굵기로 길이가 40 cm인 니크롬선 B의 저항과, ㉡ B에 8 V의 전압을 걸었을 때 흐르는 전류의 세기를 단위와 함께 쓰시오.

※ 길이·굵기에 따른 저항을 수치로 구하는 것은 성취기준·교과서 범위 밖의 내용입니다. 그래도 도전!

정답·선지별 근거
㉠ 20 Ω ㉡ 0.4 A

서술 점검 같은 재질·굵기에서 길이 2배인 B의 저항은 20 Ω이다. B의 전류는 8÷20=0.4 A이다.

MK2Q7 · 원문 7번

그림은 6 V 전원에 전구 P와 Q를 병렬로 연결하고 갈래마다 전류계를 단 회로이다. 전류계는 P 갈래에서 1.5 A, Q 갈래에서 0.5 A를 가리켰다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

EM2Q7 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
③ 저항은 Q가 P보다 크다.

① 자료에서 P 1.5 A, Q 0.5 A로 서로 다르다.

② 병렬의 두 갈래 모두 6 V이다.

③ P 4 Ω보다 Q 12 Ω이 커서 옳다.

④ 전체는 차가 아니라 합이므로 2.0 A이다.

⑤ P를 빼도 Q의 전압과 저항은 같아 전류는 0.5 A 그대로이다.

MK2Q8 · 원문 8번 · 도전

표는 전구 A와 B의 소비 전력과 1초 동안 낸 빛에너지를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 고른 것은?

EM2Q8 원본 문항 그림

ㄱ. 1초 동안 소비하는 전기 에너지는 A가 B의 3배이다. ㄴ. 소비한 전기 에너지 가운데 빛으로 전환된 비율은 B가 A보다 높다. ㄷ. A는 1초 동안 12 J의 열에너지를 낸다.

※ 소비 전력과 에너지 효율을 수치로 계산하는 것은 성취기준에서 권장하지 않는 범위 밖 내용입니다. 재미있는 문제라 남겨 두었으니 도전해 보세요!

정답·선지별 근거
⑤ ㄱ, ㄴ

ㄱ 60 W인 A는 1초에 60 J, 20 W인 B는 20 J을 쓴다. A가 B의 3배이다.

ㄴ 빛으로 바뀐 비율은 A가 12/60=20%, B가 8/20=40%이다. 비율은 B가 높다.

ㄷ 12 J은 빛에너지이다. A가 1초 동안 내는 열에너지는 60−12=48 J이다.

① ㄱ은 옳지만 빛의 비율을 비교한 ㄴ도 옳다.

② ㄴ은 옳지만 전기 에너지 비를 비교한 ㄱ도 옳다.

③ ㄷ은 틀리다. A의 열은 48 J이다.

④ ㄴ은 옳지만 ㄷ은 틀리고 ㄱ이 빠졌다.

⑤ ㄱ과 ㄴ이 옳고 ㄷ은 틀린 조합이다.

MK2Q9 · 원문 9번

가정에서 사용하는 전기 기구의 연결에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

정답·선지별 근거
⑤ 모든 전기 기구에는 같은 세기의 전류가 흐른다.

① 옳은 설명. 가정의 기구는 서로 병렬 연결이다.

② 옳은 설명. 각 갈래의 양끝은 같은 전원에 연결된다.

③ 옳은 설명. 한 갈래를 꺼도 다른 갈래가 유지된다.

④ 옳은 설명. 더 많은 갈래의 전류가 더해진다.

⑤ 틀린 설명. 같은 전압이어도 기구의 저항이 달라 전류는 다를 수 있다.

MK2Q10 · 원문 10번

그림은 전지에 연결한 코일의 오른쪽에, S극이 코일을 향하도록 막대자석을 놓은 모습이다. 코일의 앞쪽 도선에는 위 방향으로 전류가 흐른다. 코일의 오른쪽 끝의 극과 코일·자석 사이에 작용하는 힘을 옳게 짝 지은 것은?

EM2Q10 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
④ S극 · 밀어내는 힘

① 코일 오른쪽은 N이 아니라 S이고 힘은 척력이다.

② 힘 종류는 맞지만 코일 오른쪽 극이 틀렸다.

③ 극은 맞지만 S와 S는 밀어낸다.

④ 코일 오른쪽 S와 자석 S가 마주 보므로 옳다.

⑤ 전류가 흐르는 코일에는 자기장과 극이 생긴다.

MK2Q11 · 원문 11번

그림은 자석 사이에 놓인 전동기의 코일을 간단히 나타낸 것이다. 전동기에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

EM2Q11 원본 문항 그림

ㄱ. 자석의 자기장 속에서 전류가 흐르는 코일이 힘을 받아 회전한다. ㄴ. 코일에 흐르는 전류를 더 세게 하면 코일이 더 빠르게 회전한다. ㄷ. 자석을 더 센 것으로 바꾸어도 코일이 회전하는 빠르기는 변하지 않는다.

정답·선지별 근거
③ ㄱ, ㄴ

ㄱ 전동기는 자석의 자기장 속에서 전류가 흐르는 코일이 힘을 받아 회전한다.

ㄴ 전류를 세게 하면 코일이 받는 힘이 커져 더 빠르게 회전한다.

ㄷ 더 센 자석을 쓰면 코일이 받는 힘이 커져 더 빠르게 회전한다. 빠르기가 변하지 않는다는 설명은 틀리다.

① ㄱ뿐 아니라 ㄴ도 옳다.

② ㄷ은 틀리다. 더 센 자석을 쓰면 코일이 받는 힘이 커져 더 빠르게 회전한다.

③ ㄱ과 ㄴ이 옳고 ㄷ은 틀리다.

④ ㄴ은 옳지만 ㄷ은 틀리고 ㄱ이 빠졌다.

⑤ ㄷ을 포함하므로 틀린 조합이다.

MK2Q12 · 원문 12번

그림은 똑같은 코일 (가)~(라)에 각각 다른 세기의 전류를 흘린 모습이다. 코일 주위의 자기장이 가장 센 것은?

EM2Q12 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
② (나)

① (가)는 1 A로 (나)의 2 A보다 작다.

② (나)의 전류 2 A가 가장 크므로 자기장이 가장 세다.

③ (다)의 전류 0.5 A는 가장 작다.

④ (라)의 1.5 A도 (나)의 2 A보다 작다.

⑤ 코일이 같아도 전류가 다르면 자기장 세기가 다르다.

MK2Q13 · 원문 13번

털가죽으로 문지른 고무풍선 두 개를 가까이 하였더니 서로 멀어졌다. 털가죽은 문지른 뒤 (+)전하를 띤다. ㉠ 고무풍선이 띠는 전하의 종류와 ㉡ 두 풍선 사이에 작용하는 힘의 종류를 쓰시오.

정답·선지별 근거
㉠ (−)전하 ㉡ 밀어내는 힘(척력)

서술 점검 털가죽에서 전자를 얻은 풍선은 (−)전하이다. 같은 (−)전하를 띤 두 풍선은 서로 밀어내는 힘, 즉 척력을 받는다.

MK2Q14 · 원문 14번

그림은 전지·스위치를 연결한 코일의 왼쪽 끝에 나침반 (가), 오른쪽 끝에 나침반 (나)를 놓은 모습이다. 코일의 앞쪽 도선에는 아래 방향으로 전류가 흐른다. 스위치를 닫았을 때 (가), (나)의 바늘 N극이 각각 가리키는 방향을 쓰고, 그 까닭을 「오른손」과 「자기장」이라는 낱말을 모두 넣어 서술하시오. (단, 지구 자기장은 무시한다.)

EM2Q14 원본 문항 그림
정답·선지별 근거
(가), (나) 모두 오른쪽을 가리킨다. 오른손 네 손가락을 전류의 방향으로 감아쥐면 엄지손가락이 오른쪽을 가리키므로 코일의 오른쪽 끝이 N극, 왼쪽 끝이 S극이다. 코일 양 끝의 자기장은 왼쪽 끝에서는 코일 속(S극)으로 들어가는 오른쪽, 오른쪽 끝에서는 N극에서 나가는 오른쪽 방향이고, 나침반 바늘의 N극은 자기장의 방향을 가리킨다.

서술 점검 왼쪽 S극 바깥에서는 오른쪽으로 들어가고, 오른쪽 N극 바깥에서는 오른쪽으로 나온다. 두 나침반 N극은 모두 오른쪽이다. 「오른손」과 「자기장」을 모두 쓴다.

MK2Q15 · 원문 15번

머리를 말릴 때 소비 전력이 1200 W인 헤어드라이어를 쓰면 5분, 소비 전력이 50 W인 선풍기를 쓰면 30분이 걸린다. 어느 쪽이 전기 에너지를 더 많이 소비하는지 계산 과정과 함께 쓰고, 그 까닭을 「소비 전력」과 「시간」이라는 낱말을 모두 넣어 서술하시오.

※ 교육과정(성취기준 해설)은 소비 전력을 정량적인 계산보다 에너지 전환의 관점에서 다루도록 권합니다. 이 문항은 시험 대비를 위한 계산 연습입니다.

정답·선지별 근거
헤어드라이어. 전력량 = 소비 전력 × 시간이므로 헤어드라이어 1200 W × 5분 = 6000, 선풍기 50 W × 30분 = 1500 → 헤어드라이어가 4배 많이 소비한다. 사용 시간은 선풍기가 6배 길지만 소비 전력이 헤어드라이어가 24배 커서 결국 헤어드라이어가 더 많이 쓴다.

서술 점검 소비 전력과 시간을 함께 곱해야 한다. 1200×5=6000 W·분, 50×30=1500 W·분이므로 헤어드라이어가 4배 소비한다.