MK3Q3 · 원문 3번그림 (가)는 매달린 빨대 A에 빨대 B를 가까이 하자 A가 밀려난 모습이고, (나)는 A를 문질렀던 휴지를 가까이 하자 A가 끌려온 모습이다. 빨대 A, B는 같은 휴지로 각각 문질렀다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?
- ① A와 B는 서로 다른 종류의 전하를 띤다.
- ② (나)에서 A와 휴지는 같은 종류의 전하를 띤다.
- ③ A와 B 사이에 작용한 힘은 전기력이다.
- ④ (나)에서 휴지는 전기를 띠지 않는다.
- ⑤ A를 휴지에 더 여러 번 문지르면 (가)에서 A와 B 사이의 힘은 약해진다.
정답·선지별 근거
③ A와 B 사이에 작용한 힘은 전기력이다.
① A와 B는 서로 밀어내므로 같은 종류이다.
② A와 휴지는 마찰 뒤 서로 다른 종류로 대전된다.
③ 전하를 띤 빨대 사이에 작용한 힘이므로 전기력이다.
④ 휴지도 마찰하면서 빨대와 반대 종류로 대전된다.
⑤ 원문 해설에서 더 여러 번 문지르면 더 많이 대전되어 전기력이 세진다고 설명한다. 힘이 약해진다는 ⑤는 틀리다.
그림은 대전되지 않은 금속 깡통의 왼쪽 끝 P에 (+)대전체를 가까이 한 모습이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. 깡통의 P 쪽은 (−)전하를, Q 쪽은 (+)전하를 띤다.
ㄴ. 깡통 속 전자는 Q 쪽에서 P 쪽으로 이동한다.
ㄷ. 대전체와 깡통 사이에는 서로 밀어내는 힘이 작용한다.
- ① ㄱ
- ② ㄷ
- ③ ㄴ, ㄷ
- ④ ㄱ, ㄴ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답·선지별 근거
④ ㄱ, ㄴ
ㄱ (+)대전체가 전자를 가까운 P로 끌어당긴다. P는 전자가 많아 (−), Q는 전자가 부족해 (+)이다.
ㄴ 전자는 (+)대전체가 가까이 있는 P 쪽으로 끌려가므로 Q에서 P로 이동한다.
ㄷ 가까운 P와 대전체 사이의 끌어당기는 힘이 먼 Q의 밀어내는 힘보다 커서 깡통은 대전체 쪽으로 끌려온다.
① ㄱ뿐 아니라 전자의 이동을 말한 ㄴ도 옳다.
② ㄷ은 틀리다. 깡통은 대전체 쪽으로 끌려간다.
③ ㄴ은 옳지만 ㄷ은 틀리고 ㄱ이 빠졌다.
④ ㄱ과 ㄴ이 옳고 ㄷ은 틀린 조합이다.
⑤ ㄷ이 포함되므로 틀린 조합이다.
전류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 전류는 전하의 흐름이다.
- ② 1 A는 1000 mA와 같다.
- ③ 전류의 방향은 전지의 (+)극에서 나와 (−)극으로 들어가는 쪽으로 약속하였다.
- ④ 전류계는 전류를 재려는 곳에 직렬로 연결한다.
- ⑤ 스위치를 열어 전류가 흐르지 않으면 도선 속 전자는 모두 멈춘다.
정답·선지별 근거
⑤ 스위치를 열어 전류가 흐르지 않으면 도선 속 전자는 모두 멈춘다.
① 옳은 설명. 전류는 전하의 흐름이다.
② 옳은 설명. milli는 1/1000이므로 1 A=1000 mA이다.
③ 옳은 설명. 외부 회로의 전류 방향을 정한 약속이다.
④ 옳은 설명. 전류가 전류계를 통과하도록 직렬로 잇는다.
⑤ 틀린 설명. 한 방향의 평균 흐름이 사라져도 전자들은 계속 움직인다.
니크롬선 A의 저항은 8 Ω이고, 니크롬선 B는 A와 재질·길이가 같고 굵기만 2배이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?
- ① B의 저항은 16 Ω이다.
- ② 같은 전압을 걸어 주면 B에는 A의 2배인 전류가 흐른다.
- ③ 굵은 B 속에서는 전자가 원자와 더 자주 부딪혀 방해를 많이 받는다.
- ④ A를 반으로 잘라 그 절반만 쓰면 저항은 16 Ω이 된다.
- ⑤ A에 거는 전압을 2배로 하면 A의 저항은 16 Ω이 된다.
※ 길이·굵기에 따른 저항을 수치로 구하는 것은 성취기준·교과서 범위 밖의 내용입니다. 그래도 도전!
정답·선지별 근거
② 같은 전압을 걸어 주면 B에는 A의 2배인 전류가 흐른다.
① B의 저항은 16 Ω이 아니라 절반인 4 Ω이다.
② 같은 전압에서 저항이 절반이므로 전류는 두 배이다.
③ 굵기가 큰 B는 전자가 지나갈 통로가 넓어 저항이 작다. 방해를 더 많이 받는다는 설명은 틀리다.
④ 같은 굵기에서 길이를 절반으로 하면 저항도 4 Ω으로 줄어든다.
⑤ 도선의 상태가 같으면 전압을 바꾸어도 저항은 8 Ω이다.
그림과 같이 12 V 전원에 저항이 2 Ω인 저항과 4 Ω인 저항을 직렬로 연결하였더니 회로에 2 A의 전류가 흘렀다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. 두 저항에 흐르는 전류의 세기는 2 A로 같다.
ㄴ. 4 Ω인 저항에 걸리는 전압은 2 Ω인 저항에 걸리는 전압보다 크다.
ㄷ. 두 저항에 걸리는 전압을 더하면 12 V보다 작다.
- ① ㄱ, ㄴ
- ② ㄱ
- ③ ㄴ, ㄷ
- ④ ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답·선지별 근거
① ㄱ, ㄴ
ㄱ 직렬은 전류가 흐르는 길이 하나이므로 두 저항에 같은 2 A가 흐른다.
ㄴ V=IR에 따라 2 Ω에는 4 V, 4 Ω에는 8 V가 걸린다. 저항이 큰 쪽의 전압이 크다.
ㄷ 두 저항의 전압은 4 V와 8 V이다. 합은 12 V로 전원 전압과 같다.
① ㄱ과 ㄴ이 옳고 ㄷ은 틀려 맞는 조합이다.
② ㄱ뿐 아니라 전압 비교인 ㄴ도 옳다.
③ ㄴ은 옳지만 ㄷ은 틀리고 ㄱ이 빠졌다.
④ ㄷ은 틀리다. 두 전압의 합은 정확히 12 V이다.
⑤ ㄷ을 포함하여 틀린 조합이다.
밝기가 똑같은 두 전구 A(소비 전력 40 W)와 B(소비 전력 10 W)가 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?
- ① 같은 시간 동안 A가 내는 빛에너지는 B의 4배이다.
- ② 전기 에너지를 더 효율적으로 사용하는 전구는 A이다.
- ③ A는 B보다 열에너지로 빠져나가는 전기 에너지가 적다.
- ④ B는 1초 동안 10 J의 전기 에너지를 소비한다.
- ⑤ 두 전구를 각각 1시간씩 켜 두면 소비하는 전력량은 서로 같다.
※ 교육과정(성취기준 해설)은 소비 전력을 정량적인 계산보다 에너지 전환의 관점에서 다루도록 권합니다. 이 문항은 시험 대비를 위한 계산 연습입니다.
정답·선지별 근거
④ B는 1초 동안 10 J의 전기 에너지를 소비한다.
① 밝기가 같으므로 문항 모형에서 같은 시간의 빛에너지도 같다.
② 같은 밝기를 더 적은 전기로 내는 B가 더 효율적이다.
③ 같은 빛을 내고 남는 에너지는 A가 더 많아 열 손실이 더 크다.
④ 1 W=1 J/초이므로 10 W인 B는 매초 10 J을 쓴다.
⑤ 한 시간이면 A 40 Wh, B 10 Wh로 네 배 차이이다.
그림은 전지에 연결한 코일 A와 코일 B를 마주 보게 놓은 모습이다. A의 앞쪽 도선에는 아래 방향으로, B의 앞쪽 도선에는 위 방향으로 전류가 흐른다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. 코일 A의 오른쪽 끝은 N극이다.
ㄴ. 코일 B의 왼쪽 끝은 S극이다.
ㄷ. 두 코일 사이에는 서로 밀어내는 힘이 작용한다.
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄱ, ㄷ
- ④ ㄴ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답·선지별 근거
③ ㄱ, ㄷ
ㄱ A의 앞쪽 전류가 아래이므로 오른손 엄지는 오른쪽이다. A의 오른쪽 끝은 N극이다.
ㄴ B의 앞쪽 전류가 위이므로 오른손 엄지는 왼쪽이다. B의 왼쪽 끝도 N극이다.
ㄷ 마주 보는 A의 오른쪽과 B의 왼쪽이 모두 N극이다. 같은 극끼리 서로 밀어낸다.
① ㄱ뿐 아니라 같은 극의 척력을 말한 ㄷ도 옳다.
② ㄴ은 틀리다. B의 왼쪽 끝은 N극이다.
③ ㄱ과 ㄷ이 옳고 ㄴ은 틀린 조합이다.
④ ㄷ은 옳지만 ㄴ은 틀리고 ㄱ이 빠졌다.
⑤ 틀린 ㄴ을 포함한다.
스피커에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 코일에 전류가 흐르면 코일은 자석으로부터 힘을 받는다.
- ② 코일에 흐르는 전류의 방향이 바뀌면 코일이 받는 힘의 방향도 바뀐다.
- ③ 코일에 붙은 진동판이 떨리면서 소리가 난다.
- ④ 코일에 흐르는 전류가 세질수록 진동판이 더 크게 떨린다.
- ⑤ 스피커의 코일에는 한 방향으로만 전류가 흐른다.
정답·선지별 근거
⑤ 스피커의 코일에는 한 방향으로만 전류가 흐른다.
① 옳은 설명. 자기장 속의 전류가 흐르는 코일은 힘을 받는다.
② 옳은 설명. 같은 자기장에서 전류가 반대이면 힘도 반대이다.
③ 옳은 설명. 코일의 힘이 진동판의 떨림으로 이어진다.
④ 전류가 세지면 코일이 받는 힘이 커지므로 진동판이 더 크게 떨린다.
⑤ 틀린 설명. 소리를 내는 진동을 위해 전류와 힘의 방향이 계속 바뀐다.