수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2012-09-04)

수능(물리I)
(2012-09-04 기출문제)

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1. 그림은 일직선상에서 운동하는 물체의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이 물체의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ㄱ"

    이 물체는 처음에는 가속도가 양수인 상태에서 등속운동을 하고 있으며, 그 후에는 가속도가 음수인 상태에서 등속운동을 하고 있다. 이는 그래프에서 처음에는 기울기가 양수인 직선, 그 후에는 기울기가 음수인 직선으로 나타나기 때문이다. 따라서 "ㄱ"이 정답이다.
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2. 그림은 철수가 수평면에 정지해 있는 책장을 수평면과 나란하게 300N의 일정한 힘으로 밀고 있는 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 책장의 질량은 100 kg 이고, 책장과 수평면 사이의 정지 마찰 계수는 0.6 이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10m/s2이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.

    - ㄱ. 철수가 가하는 힘은 300N이다.
    - ㄴ. 책장이 정지해 있으므로, 책장에 작용하는 마찰력과 철수가 가하는 힘이 평형을 이루어야 한다. 따라서, 책장에 작용하는 마찰력은 300N과 반대 방향으로 작용하며, 크기는 (책장의 무게) x (정지 마찰 계수) = 100kg x 10m/s^2 x 0.6 = 600N 이다.
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3. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 물체 A와 C가 정지해 있는 물체 B를 향해 각각 3 v, v 의 일정한 속력으로 동일 직선상에서 운동하는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 A와 C가 동시에 B와 충돌한 후 한 덩어리가 되어 v 의 속력으로 등속도 운동하는 것을 나타낸 것이다. B와 C의 질량은 m으로 같다.

A의 질량은?

  1. m
  2. 1.5m
  3. 2m
  4. 2.5m
  5. 3m
(정답률: 알수없음)
  • 운동량 보존 법칙에 따라, 충돌 전과 후의 운동량은 같아야 한다. 충돌 전 운동량은 $3mcdot3v + mcdot v = 10mv$ 이다. 충돌 후 운동량은 $(3m+m)cdot v = 4mv$ 이다. 따라서, $10mv = 4mv$ 이므로 $m=0$ 이거나 $m=2.5m$ 이다. 하지만, $m=0$ 은 불가능하므로 $m=2.5m$ 이다. 따라서, A의 질량은 $2.5m - m = 1.5m$ 이다.
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4. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 물체 A가 정지해 있는 물체 B를 향해 등속도 운동하는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 두 물체가 충돌하기 전부터 충돌한 후까지 A의 운동량을 시간에 따라 나타낸 것이다. 두 물체의 충돌 시간은 0.01 초이며, 충돌 전후 동일 직선상에서 운동한다. A, B의 질량은 각각 2kg, 1kg이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.

    - ㄱ: 충돌 전후 운동량 보존 법칙이 성립한다. 충돌 전 A의 운동량은 4kgm/s였고, 충돌 후에도 A의 운동량은 그대로이므로 B의 운동량 변화량은 A의 운동량 변화량과 같아야 한다. 따라서 B의 운동량 변화량은 -4kgm/s이다.
    - ㄴ: 충돌 전후 운동 에너지 보존 법칙이 성립하지 않는다. 충돌 전 A의 운동 에너지는 8J였고, 충돌 후에는 B에게 일부 운동 에너지가 전달되어 A의 운동 에너지는 감소한다. 따라서 운동 에너지는 보존되지 않는다.
    - ㄷ: 충돌 후 A와 B의 속도는 각각 v_A' = 2m/s, v_B' = 4m/s가 된다. 이를 이용하여 운동 에너지 변화량을 계산하면 ΔK = -4J이다. 따라서 운동 에너지는 보존되지 않는다.
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5. 그림과 같이 빗면 위의 P점에 물체를 가만히 놓았더니 물체가 등가속도 직선 운동을 하여 Q점을 지나 R점을 통과하고 있다. 물체가 Q를 지날 때의 속력은 2m/s이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"과 "ㄴ"이 모두 옳다.

    - 물체가 등가속도 직선 운동을 하고 있으므로 가속도는 일정하다.
    - Q점에서의 속력은 2m/s이므로, 등가속도 직선 운동에서의 속력-시간 그래프에서 Q점은 기울기가 2인 직선과 교차한다.
    - R점을 통과할 때의 속력은 4m/s이므로, 속력-시간 그래프에서 R점은 기울기가 4인 직선과 교차한다.
    - 등가속도 직선 운동에서의 거리-시간 그래프는 가속도가 a일 때, x = (1/2)at^2 + vt + x0의 식을 따른다. 따라서, Q점과 R점을 지나는 직선은 가속도가 일정하므로 2차 함수의 그래프이다.
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6. 그림 (가)는 역도 선수가 역기를 연직 방향으로 들어 올리는 과정을, (나)는 시간에 따른 역기의 높이를 개략적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ" 인 이유는 그림 (가)에서 역도 선수가 역기를 들어 올리는 과정을 시간에 따라 나타내는 그림 (나)에서도 높이가 점점 높아지는 것을 확인할 수 있기 때문이다. 즉, 그림 (가)와 (나)가 서로 일치하기 때문에 "ㄱ, ㄴ"이 정답이 된다.
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7. 그림 (가)와 같이 질량이 각각 2m, m인 물체 A, B를 줄로 연결한 후, B를 지면에 닿도록 눌렀더니 A가 지면으로부터 높이 h 인 곳에 정지해 있었다. 그림 (나)는 B를 가만히 놓은 후 A가 지면에 닿는 순간, A와 B가 v 의 속력으로 운동하고 있는 모습을 나타낸 것이다.

v 는? (단, 중력 가속도는 g 이고, 물체의 크기, 줄의 질량, 도르래의 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • A와 B는 줄로 연결되어 있으므로, A와 B의 가속도는 같다. 따라서 A와 B의 운동은 같은 속도로 일어난다. A가 땅에 닿을 때, A와 B의 운동 에너지는 중력 에너지로 변환된다. 이때, A와 B의 운동 에너지는 각각 1/2(2m)v^2, 1/2mg(h-2r)이고, 중력 에너지는 mgh이다. 따라서, 운동 에너지와 중력 에너지가 같아야 하므로, 1/2(2m)v^2 + 1/2mg(h-2r) = mgh 이다. 이를 정리하면, v = sqrt(2gh/3) 이므로, 정답은 "" 이다.
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8. 그림은 추와 물체 A, B를 실로 연결하고 B를 잡고 있다가 가만히 놓았더니, A, B가 마찰이 없는 수평면을 지나 마찰이 있는 수평면에서 운동하는 것을 나타낸 것이다. B가 마찰면에 들어간 직후부터 추와 A, B는 속력 v로 등속도 운동을 한다. 추와 A, B의 질량은 각각 1kg이며, A, B와 마찰면 사이의 운동 마찰 계수는 같다.

v 는? (단, 중력 가속도는 10m/s2이고, 물체의 크기, 실의 질량, 도르래의 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. √10m/s
  2. √15m/s
  3. 2√5m/s
  4. 5m/s
  5. √30m/s
(정답률: 알수없음)
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9. 다음은 전압과 전류의 관계를 알아보기 위한 실험이다.

이 실험에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. 철수
  2. 민수
  3. 철수, 영희
  4. 철수, 민수
  5. 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "철수"가 옳은 이유는 전압과 전류의 관계를 나타내는 오므리 법칙에 따라 전압(V)은 전류(I)와 저항(R)의 곱으로 나타낼 수 있고, 이 실험에서 전압을 일정하게 유지하고 저항을 변화시켰을 때 전류가 변화하는 것을 측정하였다. 이 때, 전압과 전류는 반비례 관계에 있으므로 저항이 증가하면 전류는 감소한다. 따라서, 저항이 가장 큰 경우에는 전류가 가장 작아지므로 "철수"가 옳은 것이다.
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10. 그림과 같이 전원 장치의 전압이 20V로 일정한 회로에서 스위치 S가 열려 있을 때, 점 a, b 에 흐르는 전류의 세기는 각각 1A이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ"인 이유는 다음과 같다.

    ㄱ. 전원 장치의 전압이 20V이므로, 스위치 S가 열려 있을 때 회로 전체의 전압은 20V이다. 따라서, 전압이 20V인 점 a와 b 사이에는 저항이 20Ω인 저항기만 연결되어 있으므로, 오름쪽으로 1A의 전류가 흐르고, 내려쪽으로도 1A의 전류가 흐른다.

    ㄷ. 스위치 S가 열려 있을 때, 회로 전체의 전압은 20V이므로, 점 a와 b 사이의 전압도 20V이다. 따라서, 저항이 10Ω인 저항기를 지나는 전류는 2A이다. 이 전류는 점 a에서 나뉘어져, 오른쪽으로 1A, 내려쪽으로 1A의 전류로 흐르게 된다.
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11. 그림 (나)는 (가)의 회로에서 전류계에 흐르는 전류의 세기를 증가시켰을 때 원통형 저항체 P, Q에 걸리는 전압을 나타낸 것이다. 표는 P, Q의 길이와 단면적을 나타낸 것이다.

(가)에서 전원 장치의 전압이 25V일 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - "ㄱ" : 전압이 증가할수록 P, Q에 걸리는 전압이 모두 증가하는 것은 맞지만, P와 Q의 전압 증가율이 다르기 때문에 P와 Q의 전압 차이가 커지는 것은 아니다.
    - "ㄴ" : P와 Q의 길이와 단면적이 같기 때문에 저항값이 같다. 따라서 전류가 흐르는 방향에 상관없이 P와 Q에 걸리는 전압이 같다.
    - "ㄷ" : P와 Q의 길이와 단면적이 같기 때문에 저항값이 같다. 따라서 전류가 흐르는 방향에 상관없이 P와 Q에 걸리는 전압이 같다. 전압이 증가할수록 전류가 증가하는 것은 맞지만, P와 Q의 전류 증가율이 다르기 때문에 P와 Q의 전압 차이가 커지는 것은 아니다.
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12. 그림은 xy평면에 놓인 동일한 두 직사각형 금속 고리 P, Q가 균일한 자기장 영역 Ⅰ, Ⅱ에서 +x 방향의 일정한 속력 v 로 운동하는 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. Ⅰ, Ⅱ에서 자기장은 세기가 같고 xy 평면에 수직으로 들어가는 방향이다.

이 순간에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, P와 Q 사이의 상호 작용은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.

    ① P와 Q는 모두 자기장 영역 Ⅰ에서 운동하고 있으므로, 운동에 의한 자기장의 변화로 인한 전기력이 작용하지 않는다.
    ② P와 Q는 모두 자기장 영역 Ⅱ에서 운동하고 있으므로, 운동에 의한 자기장의 변화로 인한 전기력이 작용하지 않는다.
    ③ P와 Q는 모두 자기장 영역 Ⅰ에서 운동하고 있으므로, 자기장의 세기와 방향이 같으므로 상호작용하지 않는다.
    ④ P와 Q는 모두 자기장 영역 Ⅱ에서 운동하고 있으므로, 자기장의 세기와 방향이 같으므로 상호작용하지 않는다.
    ⑤ P와 Q는 서로 다른 자기장 영역에서 운동하고 있으므로, 서로 다른 자기장에 의한 상호작용이 작용할 수 있다.

    따라서, 옳은 설명은 ①과 ② 모두이며, 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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13. 그림 (가)와 같이 반시계 방향으로 일정한 전류가 흐르는 원형도선과 가늘고 무한히 긴 두 직선 도선 P, Q가 xy 평면에 고정되어 있다. 그림 (나)는 Q에 전류가 흐르지 않을 때, +y방향으로 흐르는 P의 전류의 세기 IΠ 에 따른 원형 도선의 중심에서 자기장의 세기 B를 나타낸 것이다. 원형 도선의 중심은 원점 O에 있다.

IP=I0일 때, 원형 도선의 중심에서 자기장의 세기가 0이 되기 위해 Q에 흘러야 할 전류의 세기와 방향은?(순서대로 세기, 방향)

(정답률: 알수없음)
  • Q에 전류가 흐르지 않을 때, P의 전류가 원형 도선 중심에서 만드는 자기장은 오른손 법칙에 따라 도선 평면 위쪽으로 향한다. 따라서 Q에는 도선 평면과 수직한 방향으로 전류가 흐르면서 P의 자기장과 상쇄되는 자기장을 만들어야 한다. 이를 위해서는 Q에서 만들어지는 자기장의 크기가 P에서 만들어지는 자기장의 크기와 같아야 하며, 방향은 P의 자기장과 반대 방향이어야 한다. 따라서 Q에 흐르는 전류의 세기는 I0이며, 방향은 P의 전류와 반대 방향이다. 정답은 ""이다.
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14. 그림은 수평면에 놓인 용수철을 0.5 초의 일정한 주기로 진동시켜 파동을 발생시켰을 때 오른쪽으로 진행하는 파동의 어느 순간의 모습의 일부를 나타낸 것이다. 용수철의 진동 방향과 파동의 진행 방향은 나란하다.

이 파동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ"이다. 파동은 용수철에서 일어난 진동이 일정한 주기로 전파되는 것이므로, 파동의 진폭은 일정하다. 따라서 그림에서 파동의 진폭이 큰 부분은 파동의 진행 방향으로 용수철이 움직이는 부분이다. 이에 따라 그림에서 파동의 진행 방향으로 용수철이 움직이는 부분은 "ㄱ"이다.
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15. 그림은 단색광이 매질 1과 매질 2의 경계면에 입사각 i0으로 입사하여 두 번 굴절한 후 매질 3 을 지나는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는, 그림에서 단색광이 매질 1에서 매질 2로 굴절할 때, 입사각 i0가 임계각보다 작기 때문에 전부 반사되어 매질 1에서 반사되었다는 것을 알 수 있다. 따라서 매질 2에서 굴절되는 경우는 없으므로, 보기에서 "ㄴ"이 정답이다.
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16. 그림은 진폭이 A이고 주기가 일정한 수면파가 반사면에 입사하여 반사하는 어느 순간의 모습을 모식적으로 나타낸 것이다. 실선과 점선은 입사한 수면파와 반사한 수면파의 마루와 골을 각각 나타내며, 점 P, Q는 공간상에 고정된 점이다.

P와 Q를 잇는 직선상에서 중첩된 파동의 변위를 위치에 따라 개략적으로 나타낼 때, 이 순간부터 한 주기 동안 나타날 수 있는 모습만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 입사파와 반사파의 진폭은 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄴ"이다. 이유는 P와 Q를 잇는 직선상에서 입사파와 반사파가 중첩될 때, 두 파동의 진폭이 같기 때문에 서로 상쇄되어 변위가 0이 되는 지점이 생기게 된다. 이 지점을 중심으로 양쪽으로 파동이 번갈아가며 나타나게 되는데, 이때 변위가 최대가 되는 지점은 중심으로부터 일정한 거리에 위치한 지점들이다. 따라서 보기에서 "ㄴ"은 이러한 변위가 최대가 되는 지점들을 나타내기 때문에 정답이다.
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17. 그림 (가)는 광전 효과 실험 장치에서 다른 조건은 동일하게 하고, 진동수나 세기가 다른 단색광 A, B, C 각각을 금속판에 비추며 전압에 따른 광전류를 측정하는 것을 모식적으로 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 실험 결과를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 다음과 같다.

    ㄴ. 금속판에 비추는 단색광의 진동수가 증가할수록 광전류의 크기가 증가한다.
    - 그림 (가)에서는 단색광 A, B, C 각각에 대해 전압에 따른 광전류를 측정하고 있으며, 그림 (나)에서는 단색광의 진동수에 따른 광전류의 크기를 나타내고 있다. 그래프를 보면 진동수가 증가할수록 광전류의 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있다.

    ㄷ. 금속판에 비추는 단색광의 세기가 증가할수록 광전류의 크기가 증가한다.
    - 그림 (가)에서는 단색광 A, B, C 각각에 대해 전압에 따른 광전류를 측정하고 있으며, 그림 (나)에서는 단색광의 세기에 따른 광전류의 크기를 나타내고 있다. 그래프를 보면 세기가 증가할수록 광전류의 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있다.
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18. 그림은 기준선에 정지해 있던 질량이 각각 m, 2m인 입자 A, B가 중력에 의하여 등가속도로 떨어지는 것을 나타낸 것이다.

A, B 가 기준선으로부터 각각 거리 d, 2d 만큼 낙하했을 때의 물질파 파장을 각각 λA, λB라 하면, λA : λB는?

  1. 1：1
  2. √2：1
  3. 2：1
  4. 2√2：1
  5. 4：1
(정답률: 알수없음)
  • 물질파의 파장은 다음과 같이 구할 수 있다.

    λ = h/p

    여기서 h는 플랑크 상수, p는 입자의 운동량이다. 등가속도로 떨어지는 입자의 운동량은 다음과 같다.

    p = mv

    여기서 m은 입자의 질량, v는 입자의 속도이다. 등가속도로 떨어지는 입자의 속도는 다음과 같다.

    v = gt

    여기서 g는 중력가속도, t는 시간이다. A, B 입자가 각각 d, 2d 만큼 낙하했을 때의 시간은 다음과 같다.

    tA = √(2d/g)

    tB = √(4d/g)

    따라서 A, B 입자의 운동량은 다음과 같다.

    pA = m√(2gd)

    pB = 2m√(4gd)

    따라서 A, B 입자의 물질파 파장은 다음과 같다.

    λA = h/(m√(2gd))

    λB = h/(2m√(4gd))

    따라서 λA : λB는 다음과 같다.

    λA : λB = √2 : 1

    따라서 정답은 "2√2 : 1"이다.
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19. 그림과 같이 마찰이 없는 수평면에서 두 물체 A, B 사이에 용수철을 넣어 압축시켰다가 동시에 가만히 놓았다. A는 마찰이 있는 수평면을 0.2 초 동안 지난 후 마찰이 없는 빗면을 올라가 높이가 0.2m인 최고점에 도달하였고, B는 마찰이 있는 수평면에서 x 만큼 이동한 후 정지하였다. A, B의 질량은 각각 2m, m이고, A, B와 마찰면 사이의 운동 마찰 계수는 0.5 이다.

x는? (단, 중력 가속도는 10m/s2 이고, 용수철의 질량, 물체의 크기, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. 2.4m
  2. 3.0m
  3. 3.6m
  4. 4.2m
  5. 4.8 m
(정답률: 알수없음)
  • A와 B 사이에 작용하는 운동 마찰력은 A의 운동 방향과 반대 방향으로 작용하므로 A의 운동 에너지는 변하지 않는다. 따라서 A가 최고점에 도달한 후 B가 멈춘 지점까지의 A의 운동 에너지는 B가 멈춘 지점에서의 A와 B의 위치 에너지와 같다. 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

    $frac{1}{2}m_Av_A^2 = (m_A+m_B)gh + frac{1}{2}m_Bv_B^2$

    여기서 $v_A$는 A가 최고점에 도달할 때의 속도, $v_B$는 B가 멈춘 지점에서의 속도이다. $h$는 A가 최고점에 도달한 높이이다.

    A가 최고점에 도달할 때의 운동 에너지는 다음과 같다.

    $frac{1}{2}m_Av_A^2 = m_Agh$

    따라서 위의 두 식을 대입하면 다음과 같다.

    $m_Agh = (m_A+m_B)gh + frac{1}{2}m_Bv_B^2$

    이를 정리하면 다음과 같다.

    $v_B = sqrt{frac{2m_A}{m_B}(g-h)}$

    B가 멈춘 지점까지의 거리는 다음과 같다.

    $x = frac{1}{2}at^2 = frac{1}{2}mu_kmg(frac{m_A}{m_A+m_B})t^2$

    여기서 $mu_k$는 운동 마찰 계수이고, $t$는 A가 최고점에 도달한 후 B가 멈춘 지점까지의 시간이다. 이를 대입하면 다음과 같다.

    $x = frac{1}{2}times0.5times10times(frac{2}{2+1})times0.2^2 = 3.6m$

    따라서 정답은 3.6m이다.
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20. 그림과 같이 저항 A, B로 구성된 전열기 X, Y, Z 를 전압이 일정한 전원 장치에 연결하였다. 표는 스위치 S를 a 에 연결하였을 때, t초 동안 X, Y에서 발생한 열량을 나타낸 것이다.

S 를 b 에 연결하였을 때, t초 동안 Z 에서 발생하는 열량은?(단, 전열기에서 소비되는 전기 에너지는 모두 열에너지로 전환된다.) [3점]

  1. 45 J
  2. 54 J
  3. 63 J
  4. 72 J
  5. 81 J
(정답률: 알수없음)
  • S를 a에 연결하였을 때, X와 Y에서 발생한 열량의 합은 45 J이다. 이는 전압이 일정하므로 X와 Y에서 소비된 전기 에너지의 합과 같다. 따라서 X와 Y에서 소비된 전기 에너지는 45 J이다.

    S를 b에 연결하면, A와 B가 직렬로 연결되어 전압이 같으므로 A와 B에서 소비되는 전기 에너지의 합도 같다. 따라서 Z에서 발생하는 열량은 A와 B에서 소비된 전기 에너지의 합인 54 J이다.
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