2026년 10월 고2 학평 통합과학 12번 해설
12.
그림은 전선의 구조와 충전 중인 휴대 전화를 보고 학생 A, B, C가 대화하는 모습을 나타낸 것이다. 제시된 내용이 옳은 학생만을 있는 대로 고른 것은? [1.5점]
- ① A
- ② B
- ③ A, C
- ④ B, C
- ⑤ A, B, C
③
구리 도선은 자유 전자가 많은 도체(A 옳음), 피복은 자유 전자가 거의 없는 부도체(B 틀림), 충전 중 배터리는 전기 에너지를 화학 에너지로 저장(C 옳음) → 정답 ③.
핵심 개념
자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르는 물질은 도체, 자유 전자가 거의 없어 전류가 잘 흐르지 않는 물질은 부도체이며, 배터리를 충전하면 전기 에너지가 화학 에너지로 저장된다.
단서 따라가기
- 학생 A: 구리 도선은 도체야.구리는 금속으로 자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르는 도체이다 학생 A (옳음)
- 학생 B: 자유 전자는 전선 피복이 구리 도선보다 많아.전선 피복은 전류가 새지 않도록 감싸는 부도체로 자유 전자가 거의 없으므로 자유 전자는 구리 도선이 더 많다 학생 B (틀림)
- 학생 C: 충전 중인 배터리에서 전기 에너지가 화학 에너지로 전환충전하면 배터리에 에너지가 화학 에너지 형태로 저장된다(사용할 때는 화학 에너지 → 전기 에너지) 학생 C (옳음)
정답 근거
학생 A: 구리 도선은 자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르는 도체이므로 옳다. 학생 C: 충전 중인 휴대 전화의 배터리에는 에너지가 저장되므로, 공급된 전기 에너지가 배터리에서 화학 에너지로 전환된다. 따라서 옳은 학생은 A, C이고 정답은 ③이다. (B는 전선 피복이 자유 전자가 거의 없는 부도체여서 자유 전자는 구리 도선이 더 많으므로 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 휴대 전화를 쓸 때의 에너지 전환(화학 → 전기)만 떠올려, 충전할 때 C의 전환 방향이 거꾸로라고 판단하기 쉽다.
충전 중에는 전기 에너지가 화학 에너지로 저장되므로 C도 옳은데, C가 빠졌다.
②
함정 피복이 도선을 두껍게 감싸고 있으니 전자도 더 많이 가지고 있다고 겉모습으로 판단하기 쉽다.
B는 부도체인 피복에 자유 전자가 거의 없어 틀리고, 옳은 A와 C가 모두 빠졌다.
④
함정 '전자'의 양과 '자유 전자'의 양을 구분하지 않아, 원자 속에 전자가 있는 피복에도 자유 전자가 많다고 여기기 쉽다.
C는 옳지만, B는 피복이 자유 전자가 거의 없는 부도체라 틀리고, 옳은 A가 빠졌다.
⑤
함정 구리가 도체라는 것만 확인하고, B의 문장에서 비교 대상의 순서(피복 > 도선)를 꼼꼼히 읽지 않기 쉽다.
A와 C는 옳지만, B는 자유 전자가 구리 도선에 더 많으므로 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
생활 속 전선의 구조에서 도체와 부도체를 구분하고, 충전 과정의 에너지 전환 방향을 판단하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
전선의 각 부분이 하는 역할(전류 통로/절연) 확인 → 역할로 도체·부도체 판별 → 자유 전자 수와 연결 → 충전과 방전 중 어느 과정인지 보고 에너지 전환 방향 판단
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.
에너지 전환에너지 전환은 에너지가 한 형태에서 다른 형태로 바뀌는 것이다. 태양 에너지는 지구에서 광합성을 통해 화학 에너지로, 대기와 물의 순환을 통해 바람의 운동 에너지와 물의 위치 에너지 등으로 전환되며, 발전소와 전기 기구에서도 다양한 에너지 전환이 일어난다.
도체 부도체 자유 전자 에너지 전환
'도체와 부도체' 개념이 나온 다른 기출
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