01 다음에서 설명하는 과학 용어들을 <보기>에서 골라 쓰시오.

Ⅱ. 물질과 전자기장 / 1. 전자기장

14. 정전기 유도

소단원 문제

	<보 기>
•정전기 유도 •도체 •절연체 •유전 분극 •접지

⑴ 물질 내에서 자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르는 물질

(       )

⑵ 금속선으로 도체와 지면을 연결하는 것 (       )

⑶ 전자가 원자핵에 강하게 구속되어 있어 전기가 잘 안

통하는 물질 (       )

⑷ 도체에 대전체를 가까이 하면, 대전체와 가까운 쪽에

는 대전체와 반대 종류의 전하가 유도되고, 먼 쪽에는

같은 종류의 전하가 유도되는 현상 (       )

⑸ 절연체 내부의 분자 자체가 전기력에 의해 찌그러지면

서 대전체와 가까운 쪽에는 대전체와 반대 종류의 전

하가 유도되고, 먼 쪽에는 같은 종류의 전하가 유도되

는 현상 (        )

02 그림과 같이 대전되지 않은 검전

기와 양(+)으로 대전된 대전체가

있다. 괄호 안에 검전기 금속박의

변화를 알맞게 쓰시오.

⑴ 양(+)으로 대전된 대전체를          금속판에 가까이 가져가면          금속박은 (        )

⑵ ⑴에서 금속판에 손가락을 대면 금속박은 (       )

⑶ ⑵에서 손을 치운 후, 대전체를 멀리하면 금속박은

(       )

03 그림은 대전된 두 평행판 사이에 유전체를 넣은 것을 나타낸 것이다.

이 유전체에 나타나는 효과와 관련 있는 것만을 <보기>에서 있는 대로 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. 유전 분극 현상 ㄴ. 전자기 유도 현상 ㄴ. 자기 테이프 ㄹ. 플래시 메모리

04 다음은 검전기를 이용하여 정전기 유도 현상을 알아보기 위한 실험이다.

[실험 과정]

(가) 대전되지 않은 검전기의 금속판에 음(-)전하

로 대전된 에보나이트 막대를 가까이 가져가면

금속박이 벌어진다.

(나) (가)의 상태에서 금속판에 손가락을 대면 금속

박이 오므라든다.

(다) (나)의 상태에서 에보나이트 막대와 손가락을

동시에 치우면 금속박이 다시 벌어진다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① (가)에서 금속박은 음(-)전하로 대전된다.

② (나)에서 전자는 손에서 검전기로 이동한다.

③ (나)에서 금속판은 양(+)전하로 대전되어 있다.

④ (나)에서 금속판과 에보나이트 막대 사이에는 인력이

작용한다.

⑤ (다)에서 금속박과 금속판은 모두 양(+)전하로 대전된

다.

05 그림 (가)~(라)는 양(+)으로 대전된 물체 A를 이용하여 대전되지 않은 도체 B를 대전시키는 과정을 순서대로 나타낸 것이다.

(가)         (나)          (다)          (라)

	<보 기>
ㄱ. (나)에서 B는 음(-)으로 대전되어 있다. ㄴ. (다)에서 A와 B 사이에는 척력이 작용한다. ㄷ. (라)에서 B는 양(+)으로 대전되어 있다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄷ

06 다음은 정전기 유도 현상을 알아보기 위한 실험 과정의 일부이다.

[실험 과정]

(가) 대전되지 않은 금속구 A, B를 서로 접촉시켜

놓고 음(-)으로 대전된 대전체를 B에 접촉시

킨다.

(나) (가)의 상태에서 대전체를 멀리 한다.

(다) (나)의 상태에서 A와 B를 분리한다.

(가)                  (나)           (다)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서는 대전체에서 B로 전자가 이동한다. ㄴ. (나)에서 A는 음(-)전하를 띤다. ㄷ. (다)에서 A와 B 사이에는 척력이 작용한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

07 그림 (가)는 대전체 A를 양(+)으로 대전된 금속구에 접근 시켰을 때 금속구가 A쪽으로 끌려오는 것을, (나)는 대전체 B를 대전되지 않은 검전기에 접근시켰을 때 금속박이 벌어지는 것을 나타낸 것이다. A와 B는 다른 종류의 전하로 대전되어 있다.

(가)                     (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A는 음(-)전하로 대전되어 있다. ㄴ. (나)에서 벌어진 금속박은 양(+)으로 대전된다. ㄷ. (나)에서 B대신 A를 검전기에 접근시켰을 때 금속박은 벌어지지 않는다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

08 그림 (가)는 절연체 위에 있는 대전되지 않은 동일한 도체구 A, B를 접촉시킨 상태에서 대전체를 B에 가까이한 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 상태에서 A를 B에서 뗀 후 대전체를 멀리하였을 때 A와 B 주위의 전기력선을 나타낸 것이다.

(가)                         (나)

(가)에서 A와 B, 대전체의 전하의 종류를 설명하시오.

09 다음은 철수가 정전기 유도에 대해 탐구한 내용이다.

[관찰]

• 은박지로 싼 가벼운

스타이로폼 구 B에

대전되지 않은 금속

구 A를 가까이 가져

갔더니 B가 움직이지

않았다.

•A 를 (-)전하로 대전시켰더니 B가 A로 끌려와

접촉한 후 튕겨 나갔다.

[해석]

I. B가 끌려온 이유:

(가)

II. B가 튕겨 나간 이유:

(나)

해석 I에서 B가 끌려온 이유

(가)

와 해석 II에서 B가 튕겨 나간 이유

(나)

를 설명하시오.

정답과 해설

01 ⑴ 도체 ⑵ 접지 ⑶ 절연체 ⑷ 정전기 유도 ⑸ 유전 분극

02 ⑴ 벌어진다 ⑵ 오므라든다 ⑶ 벌어진다.    03 ㄱ, ㄹ

04 ②     05 ①     06 ⑤     07 ③    08 A: (+) 전하, B:

(-) 전하, 대전체: (+) 전하     09 해설 참조

01

⑴ 자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르는 물질을 도체라 한다.

⑵ 도체와 지면을 연결하여 도체에서 남는 전하를 지면으로 빼내는 것을 접지라 한다.

⑶ 전자가 원자핵에 강하게 구속되어 있어 전기가 잘 통하지 못하는 물질은 절연체 또는 부도체라 한다.

⑷ 도체에 대전체를 가까이 하면, 도체의 자유 전자의 이동으로 대전체와 가까운 쪽에는 대전체와 반대 종류의 전하가 유도되고, 먼 쪽에는 같은 종류의 전하가 유도되는 현상을 정전기 유도라 한다.

⑸ 절연체 내부의 분자 자체가 전기력에 의해 찌그러지면서 대전체와 가까운 쪽에는 대전체와 반대 종류의 전하가 유도되고, 먼 쪽에는 같은 종류의 전하가 유도되는 현상을 유전 분극이라 한다.

02

⑴ 대전되지 않은 검전기에 (+) 대전체를 금속판에 가까이 하면 검전기에 정전기 유도 현상이 일어난다. 즉, 금속판에는 자유 전자가 모여서 음(-)으로, 금속박은 양(+)으로 유도되므로 금속박은 벌어지게 된다.

⑵ 금속판에 손가락을 대면 손가락을 통해 전자가 검전기 쪽으로 이동하여 금속박을 중성으로 만들게 되므로 금속박은 오므라든다.

⑶ 손과 대전체를 차례로 치우면 금속판에 모여 있던 자유 전자들이 검전기에 고르게 퍼지게 되므로 금속박은 음(-)으로 대전되어 다시 벌어지게 된다.

(1)             (2)              (3)

03

ㄱ. 유전체는 외부 전기장에 의해 유전체를 구성하는 분자들이 찌그러지는 유전 분극 현상이 일어난다.

ㄹ. 플래시 메모리는 유전체의 유전 분극을 이용하는 저장 매체이다.

04

② 에보나이트 막대에 의한 척력으로 (나)에서 전자는 검전기에서 손으로 이동한다.

① 음(-)으로 대전된 에보나이트 막대에 의해 (가)에서 검전기의 금속판은 양(+)전하로, 금속박은 음(-)전하로 대전되는 정전기 유도 현상이 일어난다.

오답 체크

③ (나)에서 전자만 빠져나가므로 금속박만 전하가 없고, 금속판은 양(+)전하로 대전되어 있다.

④ (나)에서 금속판은 양(+)으로, 에보나이트 막대는 음(-)으로 대전되어 있으므로 인력이 작용한다.

⑤ 손과 에보나이트 막대를 모두 치우면 금속 내에 있는 전자들의 이동으로 검전기의 모든 부분이 양(+)으로 대전된다.

05

ㄱ. A가 양(+)으로 대전되어 있으므로 (가)에서 B의 위쪽은 음(-)으로, 아래쪽은 양(+)으로 정전기 유도 현상이 일어나고 (나)에서 손을 대면 손에 있는 전자가 B로 끌려 들어가서 B의 아래쪽은 중성이 되고 위쪽만 음(-)으로 남아 있게 되므로 B는 음(-)으로 대전된다.

ㄴ. (다)에서 손을 치우면 B는 음(-)으로 대전되므로 양(+)으로 대전되어 있는 A와는 인력이 작용한다.

오답 체크

ㄷ. (라)에서 A를 치우면 B의 전체는 음(-)으로 대전된다.

06

ㄱ. 음(-)으로 대전된 물체와 접촉을 시키므로 전자는 대전체에서 B로 이동한다.

ㄴ. A와 B는 접촉되어 있어 같은 전하로 대전된다. 따라서 A와 B 모두 음(-)으로 대전된다.

ㄷ. A와 B는 같은 종류의 전하로 대전되어 있으므로 척력이 작용한다.

07

ㄱ. 양(+)으로 대전된 금속구와 A 사이에 인력이 작용하므로 A는 음(-)으로 대전되어 있음을 알 수 있다.

ㄴ. B는 A와 전하의 종류가 다르므로 B는 양(+)으로 대전되어 있다. 따라서, 검전기의 금속판은 음(-)전하로, 금속박은 양(+) 전하로 대전된 정전기 유도 현상이 일어난다.

ㄷ. 음(-)으로 대전된 A에 의해 검전기의 금속판은 양(+)전하로, 금속박은 음(-)전하로 대전된 정전기 유도 현상이 일어나므로 금속박은 벌어진다.

오답 체크

08

정답 키워드

정전기 유도 현상

모범답안_ A: (+)전하, B: (-)전하, 대전체: (+)전하

해설_ (나)에서 전기력선이 A에서 나가고 B로 들어가므로 A는 양(+)전하이고, B는 음(-)전하이다. (가)에서 대전체에 B쪽에 접근했을 때, B를 음(-)으로 대전시키므로 대전체는 양(+)으로 대전되어 있다.

채점 기준

등급	채점 기준	배점(%)
A	대전체, A와 B의 전하의 종류를 모두 설명한 경우	100
B	대전체, A와 B의 전하의 종류 중 2가지만 설명한 경우	70
C	대전체, A와 B의 전하의 종류 중 1가지만 설명한 경우	40

09

정답 키워드

충돌 지속 시간

모범답안_ (가): B의 왼쪽은 양(+)전하, 오른쪽은 음(-)전하로 정전기 유도 현상이 일어나 A와 인력이 작용하기 때문이다.

(나): A와 B가 접촉을 하게 되면 B는 음(-)전하로 대전되므로 A와 척력이 작용해서 튕겨나간다.

(가)                    (나)

채점 기준

등급	채점 기준	배점(%)
A	(가), (나) 모두 올바르게 서술한 경우	100
B	(가), (나) 중 한 가지만 올바른 경우	50