②
자석이 q(들어갈 때)에서 (+)방향이면 r(나올 때)은 (−)방향(ㄱ 틀림), 자석이 움직이는 동안 코일 속 자기장이 변하고(ㄴ 옳음), 나무 도막은 유도 전류가 없어 전기 에너지로 전환되지 않음(ㄷ 틀림) → 정답 ②.
핵심 개념
코일을 통과하는 자기장이 변하면 코일에 유도 전류가 흐르며, 자석이 들어갈 때와 나갈 때 유도 전류의 방향은 반대이다.
단서 따라가기
자석이 q를 지날 때 (+)방향, r을 지날 때 ㉠자석이 코일에 가까워질 때와 멀어질 때 코일을 통과하는 자기장의 변화가 반대(증가 ↔ 감소)이므로 유도 전류의 방향도 반대이다 보기 ㄱ (틀림 — ㉠은 (−)방향)
자석이 p에서 떨어져 코일 속을 지나 r로 빠져나감자석이 움직이면서 코일과의 거리가 달라지므로 코일을 통과하는 자기장의 세기가 계속 변한다 → 유도 전류가 흐른다 보기 ㄴ (옳음)
나무 도막은 q, r을 지날 때 유도 전류 '없음'나무 도막은 자기장을 만들지 않으므로 전자기 유도가 일어나지 않는다 → 역학적 에너지가 전기 에너지로 바뀌지 않는다 보기 ㄷ (틀림)
정답 근거
보기 ㄴ: 자석이 p에서 r까지 운동하는 동안 자석과 코일 사이의 거리가 계속 달라져 코일을 통과하는 자기장이 변하고, 그 결과 q와 r에서 유도 전류가 흐른다. 따라서 옳은 것은 ㄴ뿐이고 정답은 ②이다. (ㄱ은 자석이 코일에 들어갈 때와 나갈 때 유도 전류 방향이 반대이므로 ㉠은 (−)방향이어서 틀리고, ㄷ은 나무 도막에서는 유도 전류가 흐르지 않으므로 역학적 에너지가 전기 에너지로 전환되지 않아 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 같은 자석, 같은 극(N극)이 계속 아래로 움직이므로 q와 r에서 유도 전류의 방향도 같을 것이라고 생각하기 쉽다.
ㄱ은 자석이 들어갈 때와 나갈 때 유도 전류 방향이 반대라서 ㉠이 (−)방향이므로 틀리고, 옳은 ㄴ이 빠졌다.
③
함정 자석과 크기·모양이 같은 물체가 같은 경로로 떨어지면 자석과 같은 에너지 전환이 일어난다고 여기기 쉽다.
ㄷ은 나무 도막이 지날 때 유도 전류가 '없음'이므로 전기 에너지로 전환되지 않아 틀리고, 옳은 ㄴ이 빠졌다.
④
함정 자석이 코일을 지나는 동안 자기장이 변한다는 것은 맞게 판단하고도, 유도 전류 방향이 운동 방향만으로 정해진다고 보아 ㉠도 (+)방향으로 고르기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, ㄱ은 r을 지날 때 유도 전류가 q를 지날 때와 반대인 (−)방향이므로 틀리다.
⑤
함정 떨어지는 물체는 모두 코일을 지나며 전기를 만든다고 생각해, 결과 표의 '없음'을 놓치기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, ㄷ은 나무 도막에 의한 유도 전류가 없어 역학적 에너지가 전기 에너지로 전환되지 않으므로 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
탐구 결과 표에서 자석과 나무 도막의 유도 전류 유무를 비교하고, 자석이 코일에 들어갈 때와 나올 때의 유도 전류 방향을 추론하는 능력
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자석이 코일에 들어가는지 나오는지 확인 → 들어갈 때와 나올 때 유도 전류 방향이 반대임을 적용 → 유도 전류가 있는지로 에너지 전환 여부 판단
다음 문항 · 18번
표는 감염병 진단 기술을 활용한 검사 (가)와 (나)에서 검출되는 물질을, 그림은 (가)에서 사용하는 중합효…
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