①
태양 전지는 반도체로 만든다(ㄱ 옳음), 도체인 구리 도선은 태양 전지보다 저항이 작고(ㄴ 틀림), 절연체인 피복은 구리보다 자유 전자가 적다(ㄷ 틀림) → 정답 ①.
핵심 개념
물질은 전기적 성질에 따라 도체, 반도체, 절연체로 나뉘며 자유 전자가 많을수록 전기 저항이 작다.
단서 따라가기
<보기> ㄱ. ㉠(태양 전지)은 반도체를 이용하여 제작된다.태양 전지는 반도체에 빛을 받으면 전류가 흐르도록 만든 소자이다 보기 ㄱ (옳음)
<보기> ㄴ. ㉡(구리 도선)은 ㉠보다 전기 저항이 크다.구리는 자유 전자가 많은 도체라 전기 저항이 매우 작고, 반도체는 도체보다 저항이 크다 보기 ㄴ (틀림 — ㉡이 더 작음)
<보기> ㄷ. ㉢(전선 피복)은 ㉡보다 자유 전자가 많다.전선 피복은 전류가 거의 흐르지 않는 절연체라 자유 전자가 거의 없다 보기 ㄷ (틀림 — ㉡이 더 많음)
정답 근거
보기 ㄱ: 태양 전지는 반도체를 이용해 빛을 받으면 전류가 흐르도록 제작된다. 따라서 옳은 것은 ㄱ뿐이고 정답은 ①이다. (ㄴ은 도체인 구리 도선이 반도체인 태양 전지보다 전기 저항이 작아 틀리고, ㄷ은 절연체인 전선 피복이 구리 도선보다 자유 전자가 적어 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
②
함정 구리 도선이 가늘고 길어서 저항이 클 것이라고 모양만 보고 판단하기 쉽다.
ㄴ은 도체인 구리 도선의 전기 저항이 반도체인 태양 전지보다 작아 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
③
함정 피복이 도선을 감싸 전기를 다루는 부분이니 전기가 잘 통하는 물질이라고 착각하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, ㄷ은 절연체인 전선 피복이 도체인 구리 도선보다 자유 전자가 적어 틀리다.
④
함정 태양 전지판 전체가 전기를 만드는 장치이므로 반도체가 아닌 금속으로 만든다고 여기기 쉽다.
ㄴ은 구리 도선의 저항이 더 작아서, ㄷ은 피복의 자유 전자가 더 적어서 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 도체·반도체·절연체의 자유 전자 수와 저항의 대소 관계를 거꾸로 기억하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, 구리 도선의 저항이 태양 전지보다 작으므로 ㄴ이, 피복의 자유 전자가 구리 도선보다 적으므로 ㄷ이 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
실생활 제품 속 소재를 도체·반도체·절연체로 분류하고, 자유 전자 수와 전기 저항의 대소를 비교하는 개념 적용 능력
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그림의 각 부품을 도체·반도체·절연체로 분류 → 자유 전자 수는 도체 > 반도체 > 절연체, 전기 저항은 그 반대 순서임을 적용 → 보기의 대소 비교 판정
다음 문항 · 20번
그림은 사람의 몸속에 있는 단백질 X의 구조를 나타낸 것이다. ㉠은 X를 구성하는 단위체이다. 이에 대한 설…
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관련 개념
도체와 부도체물질을 전기가 통하는 정도에 따라 구분한 것으로, 도체는 자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르는 물질(구리, 알루미늄 등 금속)이고 부도체(절연체)는 자유 전자가 거의 없어 전류가 잘 흐르지 않는 물질(유리, 고무, 플라스틱 등)이다. 전기적 성질이 그 중간인 물질은 반도체이다.
반도체전기 전도성이 도체와 부도체의 중간 정도인 물질로, 규소와 저마늄이 대표적이다. 순수한 반도체에 원자가 전자 수가 다른 13족이나 15족 원소를 불순물로 소량 첨가(도핑)하면 전기 전도성이 커지는 등 전기적 성질을 쉽게 조절할 수 있어 다이오드, 트랜지스터, 집적 회로, 태양 전지 등에 활용된다.
도체 반도체 절연체 자유 전자 전기 저항