②
(가)는 저항을 차례로 이은 직렬(ㄱ 틀림), 전류가 전압에 비례해 ⓐ = 40(ㄴ 옳음), 같은 전압에서 전류가 큰 (나)의 전체 저항이 더 작음(ㄷ 틀림) → 정답 ②.
핵심 개념
저항이 일정할 때 전류는 전압에 비례하고(옴의 법칙), 전압이 같으면 전류는 회로 전체 저항에 반비례한다.
단서 따라가기
(가) 그림: 저항 2개를 한 줄로 차례로 연결저항을 차례로 연결하는 방법은 직렬연결이고, 양 끝을 묶어 나란히 연결하는 (나)가 병렬연결이다 보기 ㄱ (틀림 — ㉠은 직렬)
(가) 2 V → 20 mA, 6 V → 60 mA저항이 일정하면 전류는 전압에 비례한다 → 4 V에서 40 mA 보기 ㄴ (옳음)
같은 2 V에서 (가) 20 mA, (나) 80 mA전압이 같을 때 전류는 저항에 반비례한다 → 전류가 큰 (나)의 전체 저항이 작다 보기 ㄷ (틀림 — (가)가 더 큼)
정답 근거
보기 ㄴ: 옴의 법칙에 따라 저항이 일정할 때 회로에 흐르는 전류는 전압에 비례한다. (가)에서 2 V일 때 20 mA, 6 V일 때 60 mA이므로 4 V일 때 ⓐ = 20 mA × (4 V / 2 V) = 40 mA이다. (참고로 (가)의 전체 저항 R = V/I = 2 V / 0.02 A = 100 Ω, (나)는 2 V / 0.08 A = 25 Ω이다.) 따라서 옳은 것은 ㄴ뿐이고 정답은 ②이다.
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 (가) 그림에서 저항 두 개가 나란히 옆으로 놓인 모양을 보고 '나란히 = 병렬'로 착각하기 쉽다.
ㄱ은 저항을 차례로 이은 (가)가 직렬연결이므로 틀리고, 옳은 ㄴ이 빠졌다.
③
함정 저항을 더 많이 묶어 쓴 (나)가 전체 저항도 더 크다고 생각하기 쉽다.
ㄱ은 ㉠이 직렬이라서, ㄷ은 같은 전압에서 전류가 큰 (나)의 전체 저항이 더 작아서 틀리고, 옳은 ㄴ이 빠졌다.
④
함정 전류가 많이 흐르는 회로일수록 저항이 크다고 전류와 저항의 관계를 거꾸로 생각하기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, 전압이 같을 때 전류는 저항에 반비례하므로 전류가 큰 (나)의 전체 저항이 (가)보다 작아 ㄷ은 틀리다.
⑤
함정 표의 계산(ⓐ)만 확인하고 회로 연결 방법과 저항 비교를 꼼꼼히 판단하지 않기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, ㉠은 직렬이고 전체 저항은 (가)가 (나)보다 크므로 ㄱ, ㄷ은 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
회로 그림에서 연결 방법을 구별하고, 전압-전류 표에 옴의 법칙을 적용해 빈칸과 전체 저항의 대소를 구하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
회로 그림에서 연결 방법(직렬·병렬) 확인 → 표에서 전압-전류 비례 관계로 빈칸 계산 → 같은 전압에서 전류를 비교해 전체 저항 대소 판단
다음 문항 · 10번
다음은 어느 학생이 작성한 국가지질공원 답사 보고서이다. ㉠과 ㉡으로 가장 적절한 암석은?
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