수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2006-11-16)

수능(물리I)
(2006-11-16 기출문제)

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1. 그림은 영희가 날린 종이비행기가 지면에 도달할 때까지 운동한 경로를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기에서 "ㄱ"은 종이비행기가 일직선으로 날아간 경로를 나타내고, "ㄷ"은 공중에서 비행기가 방향을 바꾼 후 날아간 경로를 나타낸다.
    - 따라서, 종이비행기가 일직선으로 날아가다가 공중에서 방향을 바꾸어 날아간 것을 나타내는 "ㄴ"이 정답이다.
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2. 그림 (가)와 (나)는 마찰이 없는 경사면에서 전동기 A, B가 질량 m 인 물체를 각각 당길 때 물체가 일정한 속력 v로 운동하는 것을 나타낸 것이다. 각 경사면이 수평면과 이루는 각은 θ, 2θ 이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 전동기는 경사면에 고정되어 있으며, 공기 저항은 무시한다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가)와 (나)의 경사면 각도는 다르다.
    - (가)와 (나)의 전동기 A, B의 힘은 같다.
    - (가)와 (나)의 물체의 운동 방향은 같다.
    - (가)와 (나)의 물체의 가속도는 다르다.

    정답: "ㄴ, ㄷ"

    이유:
    - (가)와 (나)의 경사면 각도가 다르기 때문에, 물체의 가속도는 다르다. (가속도 = gsinθ)
    - (가)와 (나)의 전동기 A, B의 힘이 같기 때문에, 물체의 운동 방향은 같다. (전동기의 힘은 물체의 운동 방향과 같은 방향으로 작용한다.)
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3. 다음은 마찰이 있는 경사면에서 물체의 운동에 대한 실험과정과 결과이다.

첫 타점 후 5타점까지 A, B의 운동에 대해 옳게 말한 사람을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 민수
  4. 영희, 민수
  5. 철수, 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • - 첫 번째 타점에서 A와 B는 같은 높이에서 출발하였으므로 초기 속도가 같다.
    - 경사면이 마찰이 있는 경사면이므로 A와 B는 서로 다른 마찰력을 받게 된다.
    - 마찰력은 물체의 무게와 마찰 계수에 비례하므로, B의 무게가 A의 무게보다 크기 때문에 B가 더 큰 마찰력을 받게 된다.
    - 따라서, B는 A보다 더 느리게 움직이게 된다.
    - 이후 2번째 타점부터는 A와 B의 초기 속도가 다르므로, 더 이상 같은 속도로 움직이지 않는다.
    - 따라서, "철수, 민수"가 정답이다.
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4. 그림은 마찰이 없는 수평면 위의 일직선 상에서 물체 A, B가 오른쪽으로 v 의 일정한 속력으로 운동하고, 물체 C가 왼쪽으로 2v 의 일정한 속력으로 운동하고 있는 것을 나타낸 것이다. A, B, C의 질량은 각각 2m, m, m이고, A와 C는 B로부터 각각 L만큼 떨어져 있다. 각 충돌에서 충돌한 물체들은 한 덩어리가 된다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 물체의 크기와 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 운동량 보존 법칙을, "ㄷ"는 탄성 충돌의 정의를 나타낸다.

    운동량 보존 법칙에 따르면, 시스템 내에서 운동량의 총합은 변하지 않는다. 따라서, A와 B가 충돌하여 한 덩어리가 되면, 운동량의 총합은 여전히 v(2m+m) = 3mv이다. 이후, 이 덩어리가 C와 충돌하여 정지하게 되면, 운동량의 총합은 0이 되어야 한다. 따라서, C의 운동량은 -3mv가 되어야 한다.

    탄성 충돌은 충돌하는 물체들이 완전히 탄성적으로 반발력을 받는 충돌을 말한다. 따라서, A와 B가 충돌할 때, 반발력은 v(2m-m)/(2m+m) = v/2이다. 이후, 이 덩어리가 C와 충돌할 때도 탄성 충돌이 일어나므로, C가 받는 반발력도 v/2이다.

    따라서, "ㄱ, ㄷ"가 모두 옳은 설명이다.
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5. 그림 (가)와 같이 직선 도로에서 자동차 A, B가 거리 x만큼 떨어져 일직선으로 운동한다. A는 17 m/s의 속력으로 등속도 운동한다. 그림 (나)는 A와 B 사이의 거리 x를 시간 t에 따라 나타낸 것이다.

지면에 대한 B의 운동에 대하여 설명한 것으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 정답은 "ㄴ"이다. 이유는 그림 (나)에서 B의 운동은 등속도 운동이 아니라 가속도 운동이기 때문이다. 처음에는 B와 A 사이의 거리가 줄어들다가 어느 순간부터는 증가하기 시작하는데, 이는 B가 처음에는 A보다 늦게 출발하여 A와 가까워지다가 A를 추월하면서 멀어지기 때문이다. 따라서 B의 운동은 등속도 운동이 아니라 가속도 운동이다.
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6. 그림 (가)는 수평면 위에서 물체 A와 B가 실로 연결된 채 수평면과 나란한 방향으로 10N의 힘을 받아 일정한 속력으로 운동하는 것을 나타낸 것이다. A와 수평면 사이, B와 수평면 사이의 운동마찰계수는 서로 같다. 그림 (나)는 (가)와 재질이 다른 수평면 위에서 A가 도르래 아래의 B와 실로 연결된 채 일정한 속력으로 운동하는 것을 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 2kg, 1kg이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 중력가속도는 10m/s2 이며, 실의 질량, 실과 도르래의 마찰 및 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 모두 옳은 설명은 "ㄱ, ㄴ"이다.

    ㄱ. A와 B는 서로 다른 수평면에서 운동하므로, 운동마찰력은 서로 다르다. 따라서 그림 (가)에서는 A와 B가 같은 속도로 운동하지만, 그림 (나)에서는 A가 더 빠르게 운동하게 된다.

    ㄴ. 도르래 아래의 B는 A와 같은 가속도로 운동하므로, B에 작용하는 힘은 F = ma에서 F = 1kg × 10m/s^2 = 10N이다. 이 때, A와 B는 실로 연결되어 있으므로, A에도 10N의 힘이 작용하게 된다. 따라서 A에 작용하는 총 힘은 20N이 되며, 이에 따라 A는 가속도가 발생하게 된다.
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7. 그림은 무한히 긴 두 직선 도선 A, B가 x축에 수직으로 xy 평면에 서로 평행하게 놓여 있는 것을 나타낸 것이다. A, B에는 각각 Io, 3Io의 전류가 흐르며 x축 위의 점 P에서 자기장의 세기는 0이다.

A를 고정시키고 B를 +x방향으로 8m 이동시켜 정지시켰을 때, 자기장의 세기가 0이 되는 x축 위의 점과 P 사이의 거리는? [3점]

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 4m
  5. 5m
(정답률: 알수없음)
  • B가 이동하면서 P에서의 자기장은 A와 B의 자기장이 합쳐져서 생긴다. 이 때, B가 이동한 거리가 x 라고 하면, P에서의 자기장은 다음과 같다.

    B의 자기장 = μo × 3Io / (2πx)

    A와 B의 자기장이 상쇄되어 자기장이 0이 되는 지점에서는 위의 식이 0이 되어야 한다. 따라서,

    x = μo × 3Io / (2πIo) = 3μo / (2π) ≈ 0.477m

    B가 이동한 거리는 8m 이므로, P와 상쇄되는 지점은 8 - 0.477 ≈ 7.523m 이다. 따라서, P와 상쇄되는 지점과 P 사이의 거리는 7.523 - 0 = 7.523m 이다.

    하지만 문제에서 원하는 것은 P와 상쇄되는 지점과 P 사이의 거리가 아니라, 이동한 거리와 P와 상쇄되는 지점 사이의 거리이다. 따라서, 8 - 7.523 ≈ 0.477m 이다.

    따라서, 정답은 "1m"이 아닌 "2m"이다.
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8. 그림 (가)는 세기가 일정한 빛이 편광판 A, B를 수직으로 통과하는 모습과 통과한 빛의 세기를 그래프로 나타낸 것이다. 그림 (나)는 세기가 일정한 편광되지 않은 빛이 유리면에서 반사된 후 편광판 C를 수직으로 통과하는 모습과 통과한 빛의 세기를 그래프로 나타낸 것이다. A는 고정되어 있고 B와 C는 빛의 진행 방향을 축으로 하여 회전시켰다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 그림 (가)에서 편광판 A와 B는 모두 세기가 일정한 빛을 수직으로 통과시켰기 때문에, 그래프 상으로도 일직선으로 나타납니다.
    - 그러나 그림 (나)에서는 편광되지 않은 빛이 유리면에서 반사되어 편광되어 C를 통과하였기 때문에, 그래프 상으로는 일직선이 아닌 곡선으로 나타납니다.
    - 따라서, 그림 (가)와 그림 (나)의 그래프 모양이 다르기 때문에 보기 중 "ㄴ"은 틀립니다.
    - 그리고 그림 (가)와 그림 (나) 모두 편광판을 회전시켰기 때문에, 빛의 세기가 최대값과 최소값을 번갈아가며 나타납니다.
    - 이에 따라, 그림 (가)와 그림 (나)의 그래프 모양이 유사하며, 최대값과 최소값의 위치도 일치하기 때문에 보기 중 "ㄱ, ㄷ"가 모두 맞습니다.
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9. 그림 (가)는 세슘으로 만들어진 음극판에 단색광을 비추며 광전류를 측정하는 장치를 나타낸 것이다. 그림 (나)는 음극판에 도달하는 단색광 a, b, c, d의 세기와 진동수를 각각 나타낸 것이다.

(가)에서 음극판의 한계진동수가 일 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 각 단색광은 음극판의 같은 넓이를 비추고, 방출된 광전자는 모두 양극에 도달한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 정답은 "ㄴ"이다. 이는 한계진동수 이상의 진동수를 가진 단색광이 음극판에 비춰져도 광전류가 측정되지 않기 때문이다. 이는 한계진동수 이상의 진동수를 가진 광자는 음극판에서 일어날 수 있는 전자의 운동에 비해 에너지가 높아 충분한 에너지를 전달하지 못하기 때문이다. 따라서, 이 경우에는 광전류가 측정되지 않는다.
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10. 다음은 전압, 저항, 전류의 관계를 알아보기 위한 실험 과정이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 전압과 저항이 일정할 때, 전류는 저항에 반비례한다.
    - ㄴ: 전압과 전류가 일정할 때, 저항은 전압과 전류의 비에 반비례한다.
    - ㄷ: 전류와 저항이 일정할 때, 전압은 전류와 저항의 곱에 비례한다. 따라서 전압이 높아지면 전류도 높아지고, 저항이 높아지면 전류는 낮아진다.
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11. 그림과 같이 파장이 다른 두 빛 a, b가 서로 평행하게 공기에서 프리즘으로 입사한다. 입사된 두 빛은 서로 다른 각 θ1, θ2로 굴절되어 프리즘과 공기의 경계면에서 전반사된 후 프리즘에서 나온다. θ1은 θ2보다 크다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 프리즘은 재질이 유리이고 종이면에 놓여 있으며 a, b의 경로는 종이면에 평행하다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 ㄱ, ㄷ 모두 맞는 설명이다.

    ㄱ. 파장이 짧은 빛일수록 굴절각이 크기 때문에 a가 b보다 더 큰 각도로 굴절되어 전반사가 일어날 확률이 높아진다.
    ㄷ. 전반사가 일어난 후에는 파장이 짧은 빛일수록 더 많은 비율로 전반사가 일어나기 때문에 a가 b보다 더 많이 전반사되어 나올 가능성이 높아진다.
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12. 어떤 금속에 진동수가 f1인 빛을 비추었더니 광전자가 방출되었다. 이때 방출된 광전자 중 최대 운동에너지를 갖는 광전자의 운동에너지는 0.5hf1이고 물질파 파장은 λ1이었다. 이 금속에 진동수가 2.5f1인 빛을 비추었을 때 방출되는 광전자 중 최대 운동에너지를 갖는 광전자의 물질파 파장을 λ2라고 할 때, λ1 : λ2는? (단, h는 플랑크 상수이다.)

  1. 4 : 1
  2. √5 : 1
  3. 2 : 1
  4. 1 : √5
  5. 1 : 4
(정답률: 알수없음)
  • 광전자의 최대 운동에너지는 빛의 주파수에 비례하므로, 진동수가 2.5배 높은 빛을 비추면 최대 운동에너지도 2.5배 높아진다. 따라서, 최대 운동에너지가 0.5hf1인 광전자의 물질파 파장은 λ1 = hc/0.5hf1 = 2c/f1이고, 최대 운동에너지가 0.5hf2인 광전자의 물질파 파장은 λ2 = hc/0.5hf2 = 2c/2.5f1 = 0.8λ1이다. 따라서, λ1 : λ2 = 2 : 0.8 = 5 : 2 이므로, 정답은 "2 : 1"이다.
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13. 그림은 저항값이 4Ω, 12Ω인 저항과 가변저항 R, 저항이 없는 도체막대를 전압이 24V로 일정한 전원장치에 연결한 것을 나타낸 것이다. 종이면에 수직으로 들어가는 방향의 균일한 자기장 B 가 있는 영역에 도체막대가 고정되어 있다.

R의 저항값을 6Ω에서 12Ω까지 증가시킬 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - "ㄱ" : 가변저항 R의 저항값이 증가하면, R과 12Ω 저항 사이의 전압차가 커지게 되어 R에 인가되는 전압이 증가하게 된다. 따라서 R을 증가시키면 회로 전체의 전류가 증가하게 된다.
    - "ㄴ" : 가변저항 R의 저항값이 증가하면, R과 12Ω 저항 사이의 전압차가 커지게 되어 R에 인가되는 전압이 증가하게 된다. 따라서 R을 증가시키면 회로 전체의 전압이 증가하게 된다. 이에 따라 도체막대에 인가되는 전압도 증가하게 되므로, 도체막대에 작용하는 자기력도 증가하게 된다.
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14. 그림 (가)는 수면파가 반사면에 입사하면서 반사면에서 반사된 수면파와 서로 간섭하는 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 수면파의 파장은 λ이다. 그림 (나)는 (가)를 모식적으로 나타낸 것이며, 실선과 점선은 각각 수면파의 마루와 골을 나타낸다.

(나)의 세 지점 P, Q, R에서의 수면파에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - P 지점에서는 수면파의 마루와 골이 만나서 진폭이 크다. (ㄱ)
    - Q 지점에서는 수면파의 마루와 골이 서로 상쇄되어 진폭이 0이 된다. (ㄴ)
    - R 지점에서는 수면파의 마루와 골이 만나서 진폭이 크다. (ㄱ)
    - 따라서, 옳은 것은 "ㄱ, ㄴ, ㄱ" 이다.
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15. 그림 (가)는 슬릿 간격이 d인 이중 슬릿을 일정한 파장의 단색광이 통과하여 슬릿에서 거리 L 만큼 떨어진 스크린에 간격이 Δx 인 간섭 무늬가 생긴 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 d와 L의 크기를 좌표 상에 점 P로 나타낸 것이다. d가 0.3mm, L이 1.5 m일 때 Δx는 3 mm이다.

(나)의 A, B, C, D 방향 중에서 Δx가 3mm보다 커지기 위한 P의 이동 방향으로 옳은 것을 모두 고른 것은? [3점]

  1. B
  2. C
  3. A, B
  4. A, D
  5. C, D
(정답률: 알수없음)
  • 정답: C, D

    이중 슬릿 간격 d와 스크린과의 거리 L이 일정하므로, Δx는 파장 λ에만 의존한다. 따라서 Δx가 3mm보다 커지기 위해서는 파장 λ를 늘리거나, 스크린과의 거리 L을 줄이거나, 슬릿 간격 d를 늘려야 한다.

    A 방향으로 이동하면 스크린과의 거리 L이 줄어들어 Δx가 더 작아지므로 옳지 않다.

    B 방향으로 이동하면 슬릿 간격 d가 줄어들어 Δx가 더 작아지므로 옳지 않다.

    C 방향으로 이동하면 스크린과의 거리 L이 더 멀어져서 Δx가 더 커지므로 옳다.

    D 방향으로 이동하면 슬릿 간격 d가 더 커져서 Δx가 더 커지므로 옳다.
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16. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에 정지해 있는 질량 m인 물체에 힘 F 를 오른쪽으로 작용하여 운동시키는 것을 나타낸 것이며, 그림 (나)는 시간 t에 따른 F의 크기를 나타낸 것이다.

0초부터 8초까지 이 물체의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - 0초부터 2초까지: F가 일정하게 작용하므로 등속운동을 한다. (ㄴ)
    - 2초부터 6초까지: F가 점점 작아지므로 가속도가 감소하면서 등가속도 운동을 한다. (ㄷ)
    - 6초부터 8초까지: F가 0이므로 등속운동을 한다. (ㄴ)
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17. 그림과 같이 종이면에 수직으로 들어가는 균일한 자기장 영역에서 저항 R가 연결된 평행한 두 도선을 종이면에 고정시키고, 도선 위에 도체막대를 놓은 후 오른쪽으로 일정한 속력 v로 이동시켰다. S 는 두 도선과 저항과 움직이는 도체막대로 이루어진 면의 넓이이다.

도체막대가 도선 위의 출발 위치에서 도선의 끝까지 이동하는 동안 저항 R의 양단에 걸리는 전압 V와 S 사이의 관계를 나타낸 그래프로 가장 적절한 것은? (단, 도체막대와 도선의 저항은 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 도체막대가 도선 위를 이동하면서 자기장을 가로지르면, 도체막대 내부에서 전위차가 발생하게 된다. 이 전위차는 도체막대의 속도와 자기장의 세기에 비례하며, 전위차가 발생하면 전류가 흐르게 되어 저항 R에 전압이 걸리게 된다. 따라서 도체막대가 이동하는 동안 저항 R의 양단에 걸리는 전압 V는 도체막대의 속도와 자기장의 세기에 비례한다. 이에 따라 그래프는 ""와 같이 나타낼 수 있다.
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18. 그림 (가)와 같이 저항 R1과 R2, 저항값이 6Ω인 저항, 스위치 S1과 S2를 전압이 24V로 일정한 전원장치에 연결하였다. 0초 일 때 S1을 닫고, 10초일 때 S2를 닫았다. 그림 (나)는 S1을 닫은 직후부터 점 p에 흐르는 전류를 시간에 따라 나타낸 것이다.

0초부터 20초까지 두 저항 R1, R2에서 소비되는 전기에너지를 각각 E1, E2라고 할 때, E1 : E2는? [3점]

  1. 2 : 1
  2. 3 : 2
  3. 4 : 1
  4. 5 : 2
  5. 16 : 1
(정답률: 알수없음)
  • S1을 닫으면 R1과 R2이 직렬로 연결되어 전체 저항은 9Ω가 된다. 이때 전류는 I=V/R=24/9 A가 된다. S2를 닫으면 R2와 6Ω 저항이 병렬로 연결되어 전체 저항은 4Ω가 된다. 이때 전류는 I=V/R=24/4 A가 된다.

    따라서, S1을 닫은 후 0초부터 10초까지 R1에서 소비되는 전기에너지 E1은 다음과 같다.

    E1 = ∫010 I12 R1 dt = ∫010 (24/9)2 × 3 dt = (24/9)2 × 3 × 10 = 640/3 J

    S2를 닫은 후 10초부터 20초까지 R2에서 소비되는 전기에너지 E2은 다음과 같다.

    E2 = ∫1020 I22 R2 dt = ∫1020 (24/4)2 × 6 dt = (24/4)2 × 6 × 10 = 5760 J

    따라서, E1 : E2 = (640/3) : 5760 = 5 : 48/5 ≈ 5 : 2

    정답은 "5 : 2"이다.
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19. 그림과 같이 직선 도로에서 속력 v로 운동하던 자동차 A가 출발선에 도달하는 순간 출발선에 정지해 있던 자동차 B가 출발한다. A는 출발선에서 중간선까지 속력 v로 등속도 운동하고, 중간선에서 도착선까지 등가속도 운동을 한다. B는 중간선까지 가속도 a로 등가속도 운동하고, 중간선에서 도착선까지 등속도 운동을 한다. A, B는 중간선에 동시에 도달하며 도착선에도 동시에 도달한다. 출발선에서 중간선, 중간선에서 도착선 사이의 거리는 각각 L이다.

A, B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A, B는 평행한 직선 경로를 따라 운동하며, A, B의 크기는 무시한다.)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄱ"은 A와 B의 속력이 같다는 것을 의미한다. 출발선에서 동시에 출발하고, 중간선과 도착선에서 동시에 도착하기 때문에 A와 B의 속력은 같아야 한다.

    "ㄷ"는 A와 B의 가속도가 다르기 때문에 중간선에서 만나기 위해서는 출발선에서부터 A가 먼저 출발해야 한다는 것을 의미한다. A는 중간선까지 등속도 운동을 하기 때문에 B보다 먼저 중간선에 도착해야 하고, 이를 위해서는 출발선에서부터 A가 먼저 출발해야 한다.
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20. 그림과 같이 평행하게 고정되어 있는 두 원통형 금속막대 A, B를 전압이 일정한 전원장치와 전류계에 연결하였다. A, B 위의 위치 P에 저항이 없는 도체막대를 올려놓고 위치 Q까지 이동시켰다. A, B의 비저항은 각각 ρ, 2ρ 이고, 길이는 L이며, 단면적은 서로 같다.

도체막대가 P에서 Q까지 이동하는 동안 전류계에 흐르는 전류의 세기 I 를 도체막대가 이동한 거리 d 에 따라 나타낸 그래프로 가장 적절한 것은? (단, 온도에 따른 저항 변화, 도체막대의 이동에 의한 유도전류는 무시하고, 도체막대는 금속막대와 수직인 상태를 유지한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 도체막대가 P에서 Q까지 이동하는 동안 A, B 사이에는 전위차가 발생하게 된다. 이 전위차에 의해 도체막대에 일정한 전압이 인가되어, 도체막대에 전류가 흐르게 된다. 이 때, 도체막대의 길이가 A, B의 길이보다 짧기 때문에, 도체막대의 저항은 A, B의 저항보다 작아진다. 따라서, 도체막대가 이동할수록 전류의 세기는 증가하게 된다. 이를 그래프로 나타내면, 거리 d가 증가할수록 전류의 세기는 증가하는 선형 그래프가 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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