Ⅰ. 전기와 자기

반┃  이름┃

대단원 평가 문제

1  원자의 전기적 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 일반적으로 원자핵의 개수가 전자의 개수보다 많다.

② 원자는 전기적 성질이 없는 입자들로 구성되어 있다.

③ 원자핵의 개수와 전자의 개수가 같기 때문에 전기적으로 중성이다.

④ (＋)전하의 양과 (－)전하의 양이 같기 때문에 전기적으로 중성이다.

⑤ 마찰시키지 않은 상태에서는 전자가 없기 때문에 항상 (＋)전하를 띠고 있다.

2  그림은 두 물체 [eqn: rmA], [eqn: rmB]를 서로 마찰시킨 후 두 물체가 띠는 전하의 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① B에는 전자가 없다.

② A는 (＋)전하를 잃었다.

③ B는 (＋)전하를 얻었다.

④ 전자가 B에서 A로 이동하였다.

⑤ 원자핵이 A에서 B로 이동하였다.

3  서로 끌어당기는 힘이 작용하는 경우를 보기에서 모두 고른 것은?

	<보기>
ㄱ. (＋)전하를 띤 물체에 (＋)전하를 띤 물체를 가까이 가져갈 때 ㄴ. (＋)전하를 띤 물체에 (－)전하를 띤 물체를 가까이 가져갈 때 ㄷ. (－)전하를 띤 물체에 (－)전하를 띤 물체를 가까이 가져갈 때 ㄹ. 중성 상태인 두 물체를 가까이 하였을 때

① ㄴ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄱ, ㄹ	⑤ ㄴ, ㄹ

4  다음은 여러 가지 물체를 마찰시켰을 때 물체의 대전 순서를 나타낸 것이다. (＋)에 가까울수록 전자를 잃기 쉬운 성질을 가진다.

(＋) 털가죽－유리－명주－고무－플라스틱 (－)

이 중 두 물체 [eqn: rmA], [eqn: rmB]를 마찰시켰더니 두 물체의 마찰 전후 전하 분포가 그림과 같았다.

마찰 전	마찰 후

물체 [eqn: rmA], [eqn: rmB]에 해당하는 물체를 옳게 짝 지은 것은?

A	B

① 유리 막대	고무풍선

② 유리 막대	털가죽

③ 명주 헝겊	유리 막대

④ 고무풍선	명주 헝겊

⑤ 플라스틱 막대	털가죽

5  그림과 같이 비커 네 개에 각각 금속 막대를 올려놓고 (＋)대전체를 가까이 하였다.

[eqn: rmA]~[eqn: rmH] 중 (＋)전하를 띠는 곳을 모두 골라 쓰시오.

6  다음은 도체에서의 정전기 유도의 원인에 대한 설명이다.

대전체를 금속 물체에 가까이 가져가면 대전체와의 ( ㉠ )에 의해 금속 물체 내부의 ( ㉡ )들이 이동하기 때문이다.

빈칸에 들어갈 알맞은 말을 옳게 짝지은 것은?

㉠         ㉡	㉠          ㉡

① 중력      원자핵	② 중력       전자

③ 자기력    원자	④ 전기력     원자핵

⑤ 전기력    전자

7  그림과 같이 전체가 (－)전하를 띠는 검전기가 있다.

이 상태의 검전기에 (－)대전체를 가까이 하였을 때 금속박의 변화를 옳게 설명한 것은?

① 금속박이 벌어져 있다. ➞ 금속박이 더 벌어진다.

② 금속박이 벌어져 있다. ➞ 금속박이 오므라든다.

③ 금속박이 벌어져 있다. ➞ 금속박이 그대로 있다.

④ 금속박이 오므라져 있다. ➞ 금속박이 벌어진다.

⑤ 금속박이 오므라져 있다. ➞ 금속박이 그대로 있다.

8  전류의 세기에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 1 A는 [eqn: rm1``` C times 1```s]이다.

② 전류의 단위로는 C을 사용한다.

③ [eqn: 6.25 times 10^18]개의 전자가 가진 전하의 양은 1 A이다.

④ 단위 시간 동안 도선의 한 단면을 통과한 전자의 수를 전류의 세기라고 한다.

⑤ 1초에 [eqn: 6.25 times 10^18]개의 전자가 도선의 한 단면을 통과할 때 전류의 세기는 1 A이다.

9  전류계의 (－)단자를 [eqn: 500] [eqn: rmmA] 단자에 연결하고 스위치를 닫았더니 바늘이 그림과 같이 움직였다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 이 회로에 흐르는 전류의 세기는 150 mA이다.

② 이 전류계로 5 A보다 센 전류를 측정할 수 있다.

③ (－)단자를 5 A 단자에 연결하면 바늘이 0점 근처를 가리킨다.

④ (－)단자를 50 mA 단자에 연결하면 바늘이 오른쪽 끝까지 움직인다.

⑤ 전류계의 (＋), (－)단자를 반대로 연결하면 바늘이 반대 방향으로 움직인다.

10 그림과 같이 연결된 저항에 걸리는 전압과 저항에 흐르는 전류를 측정하려고 한다.

전압계와 전류계 단자의 연결을 옳게 짝 지은 것은?

전압계	전류계

(＋)단자  (－)단자     (＋)단자  (－)단자

①  A       B	A       C

②  A       B	C       A

③  B       A	A       C

④  B       A	C       A

⑤  C       A	A       B

11 그림 ㈎, ㈏와 같이 물통을 연결하여 아래쪽 구멍에서 나오는 물줄기의 세기를 비교하였다.

㈎                      ㈏

물통을 전지, 물의 높이 차에 의한 수압을 전압, 물줄기의 세기를 전류의 세기로 비유할 때, 이 실험을 통해 추론할 수 있는 사실로 가장 적절한 것은?

① 전지를 직렬 연결하면 전류가 세어진다.

② 전지를 직렬 연결하면 전압은 변하지 않는다.

③ 전지를 병렬 연결하면 전류가 세어진다.

④ 전지를 병렬 연결하면 전압은 변하지 않는다.

⑤ 전지의 연결 방법과 전압은 무관하다.

12 금속과 같이 자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르는 물질을 무엇이라고 하는가?

① 원자	② 도체	③ 대전체

④ 절연체	⑤ 부도체

13 그림과 같이 집게를 옮겨가면서 전지를 [eqn: 1]개, [eqn: 2]개, [eqn: 3]개 연결했을 때 니크롬선에 걸리는 전압과 흐르는 전류를 측정하였다.

이 실험에서 측정한 전압과 전류의 관계를 옳게 나타낸 그래프는?

14 그림과 같이 저항이 [eqn: 10Ω]인 도선을 균일하게 [eqn: 3]배 길이로 잡아당겼다.

도선의 저항은 몇 [eqn: Ω]이 되는지 쓰시오. (단, 도선의 부피는 일정하다.)

15 [eqn: 3Ω]짜리 저항 [eqn: 3]개를 모두 사용하여 여러 가지 방법으로 연결하였을 때 만들 수 있는 저항값이 아닌 것은?

① [eqn: 1Ω]	② [eqn: 2Ω]	③ [eqn: 3Ω]

④ [eqn: 4.5Ω]	⑤ [eqn: 9Ω]

16 저항이 [eqn: 50Ω]인 전기다리미를 전압이 [eqn: 220] [eqn: rmV]인 전원에 [eqn: 10]분 동안 연결하여 사용하였다. 이 다리미에서 소비한 전기 에너지는 몇 [eqn: rmJ]인지 쓰시오.

17 오른쪽 그림과 같이 어떤 백열 전구에 [eqn: 220] [eqn: rmV－44```W]라고 표시되어 있다. 이 전구에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 220 V의 전압에 연결하면 소비 전력은 44 W이다.

② 220 V의 전압에 연결하면 0.2 A의 전류가 흐른다.

③ 110 V의 전압에 연결하면 소비 전력은 44 W보다 커진다.

④ 전구를 정상적으로 작동시키려면 220 V의 전압에 연결시켜야 한다.

⑤ 220 V의 전압에 연결하면 1초 동안 44 J의 전기에너지를 소비한다.

18 그림은 막대자석 주위의 자기력선을 나타낸 것이다.

㉠~㉤ 중 자기장이 가장 센 곳은?

① ㉠	② ㉡	③ ㉢

④ ㉣	⑤ ㉤

19 그림은 직선 도선에 센 전류가 흐를 때 오른나사를 이용하여 자기장의 방향을 알아보는 모습이다.

㉠, ㉡은 각각 무엇을 가리키는지 쓰시오.

20 그림과 같이 연철 막대에 코일을 감아 만든 두 전자석 [eqn: rmA], [eqn: rmB]를 가까이 하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

	<보기>
ㄱ. A의 오른쪽은 N극이 된다. ㄴ. B의 오른쪽은 N극이 된다. ㄷ. 두 전자석 A, B 사이에는 척력이 작용한다.

① ㄷ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

21 그림과 같이 코일과 전지가 연결된 회로에 나침반 [eqn: rmA], [eqn: rmB]를 가까이 놓았다.

스위치를 닫아 회로에 전류가 흐르게 할 때 나침반 [eqn: rmA], [eqn: rmB]의 [eqn: rmN]극이 가리키는 방향을 옳게 짝 지은 것은? (단, 회로에는 매우 센 전류가 흐른다.)

나침반 A  나침반 B     나침반 A  나침반 B

①  동쪽      동쪽	②  동쪽       서쪽

③  서쪽      동쪽	④  서쪽       서쪽

⑤  북쪽      남쪽

22 그림과 같이 장치하고 원형으로 감은 에나멜선에 전류를 흘려 주었다.

이때 원형의 에나멜선을 어떻게 운동하는가?

① 회전한다.

② 위쪽으로 이동한다.

③ 아래쪽으로 이동한다.

④ 말굽자석의 N극 쪽으로 이동한다.

⑤ 말굽자석의 S극 쪽으로 이동한다.

23 그림과 같이 전기 그네를 장치하고 스위치를 닫았더니 전기 그네가 왼쪽으로 움직였다.

이 상태에서 전류의 방향이나 자석의 극을 반대로 하였을 때 전기 그네가 움직이는 방향을 옳게 짝 지은 것은?

전류의 방향을 반대로	자석의 극을 반대로

①       오른쪽	오른쪽

②       오른쪽	왼쪽

③        왼쪽	오른쪽

④        왼쪽	왼쪽

⑤ 두 경우 모두 전기 그네는 움직이지 않는다.

24 그림과 같이 코일을 검류계에 연결하고 코일 안에 자석을 넣었다 뺐다 하면서 검류계 바늘의 움직임을 관찰하였다. 다음은 이 실험의 관찰 결과이다.

• 자석을 코일 안에 넣거나 뺄 때 검류계 바늘이 움직인다.

• 자석의 움직임을 빠르게 하면 검류계의 바늘이 움직이는 폭이 커진다.

• 더 센 자석으로 바꾸어 실험하면 검류계 바늘이 움직이는 폭이 커진다.

• 감은 수가 많은 코일로 바꾸어 실험하면 검류계 바늘이 움직이는 폭이 커진다.

이 실험 결과를 바탕으로 추론한 결론으로 가장 적절한 것은?

① 자기와 전기는 서로 독립적이다.

② 자기장의 변화는 전류를 유도한다.

③ 자석의 세기가 셀수록 유도 전류의 세기는 감소한다.

④ 자기장이 빠르게 변할수록 유도 전류의 세기는 감소한다.

⑤ 코일의 감은 수가 많을수록 유도 전류의 세기는 감소한다.

Ⅰ. 전기와 자기

1 ④  2 ④  3 ①  4 ①  5 B, D, F, H  6 ⑤  7 ①  8 ⑤  9 ②  10 ②  11 ①  12 ②  13 ①  14 90[eqn: Ω]   15 ③  16 580,800 J  17 ③  18 ①  19 ㉠ 자기장의 방향, ㉡ 전류의 방향  20 ③  21 ④  22 ①  23 ①  24 ②

2  (－)전하를 띠는 전자가 B에서 A로 이동하여 A는 (－)전하, B는 (＋)전하를 띠는 것이다. 이때 (＋)전하를 띤 원자핵은 이동하지 않으며 B는 전자의 (－)전하량이 원자핵의 (＋)전하량보다 적어 (＋)전하를 띠는 것이다.

4  마찰 후 A는 전자를 잃었고 B는 전자를 얻었다. 따라서 A가 B보다 (＋)쪽에 가까운 곳에 위치해야 한다.

8  1 A는 [eqn: rm1C over 1s]이고, 전류의 단위로는 A, 전하량의 단위로는 C을 사용한다.

9  이 전류계로 측정할 수 있는 전류의 최댓값은 5 A이다. 150 mA＝0.15 A이므로 (－)단자를 5 A 단자에 연결하면 바늘이 조금만 움직여 영점 근처를 가리킨다.

10 전압계는 저항에 병렬로, 전류계는 저항에 직렬로 연결한다. 이때 전압계와 전류계 모두 (＋)단자는 전지의 (＋)극 쪽에, (－)단자는 전지의 (－)극 쪽에 연결한다.

11 ㈏는 물통을 직렬로 연결한 것이다. 따라서 전지를 직렬 연결하면 전압이 커져 전류가 세어진다는 것을 알 수 있다. 주어진 자료만으로는 전지의 병렬 연결과 전압 및 전류의 관계는 파악할 수 없다.

13 전지가 직렬 연결되므로 니크롬선에 걸리는 전압은 점점 증가한다. 따라서 이를 통해 니크롬선의 저항이 일정할 때 니크롬선에 흐르는 전류의 세기는 전압에 비례한다는 옴의 법칙을 확인할 수 있다.

14 도선의 저항은 도선의 길이에 비례하고 단면적에 반비례하므로 [eqn: 3over{1over3}＝9]배인 90[eqn: Ω]이 된다.

15

16 전기 에너지＝전압[eqn: times]전류[eqn: times]시간＝[eqn: {전압}^2 over 저항][eqn: times]시간
[eqn: =rm{(220```V)^2}over{50Ω}times10＝60``s＝580,800```J]

17 220 V에 연결하면 [eqn: rm {44```W} over {220``` V} ＝0.2``` A]의 전류가 흐른다. 정격 전압인 220 V보다 작은 110 V 전압에 연결하면 소비 전력은 44 W보다 작아져 전구가 정상적으로 작동하지 않는다.

20 코일에 전류가 흐르는 방향으로 오른손의 네 손가락을 감아쥘 때 엄지손가락의 방향이 자기장의 방향이므로 A의 오른쪽과 B의 왼쪽은 N극이 된다. 따라서 두 전자석 사이에는 척력이 작용한다.

21 전자석의 왼쪽이 N극이므로 나침반 A, B의 자침의 N극은 모두 서쪽을 가리킨다.

24 자석을 넣거나 뺄 때 검류계 바늘이 움직이는 것으로 보아 자기장의 변화는 전류를 유도한다는 것을 알 수 있다. 또한, 자석의 세기가 셀수록, 코일의 감은 수가 많을수록, 자기장이 빠르게 변할수록 유도 전류의 세기는 증가한다.