중2 과학 「전기와 자기」 단원은 정전기, 전류·전압·저항(옴의 법칙), 전류의 자기 작용을 차례로 다룹니다. 물체가 전하를 띠는 까닭에서 시작해 회로 속 전류의 크기를 계산하고, 마지막에는 전류가 자기장 속에서 받는 힘까지 이어집니다. 아래 시험지 20문항으로는 대전 현상의 이해, 옴의 법칙을 이용한 계산, 직렬·병렬 연결, 실험 설계, 전류가 받는 힘의 방향을 확인합니다.
📝 전기와 자기 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
전기와 자기는 정전기에서 시작해 전류·전압·저항을 거쳐 전류의 자기 작용까지 한 줄로 이어지는 단원입니다. 앞이 흐릿하면 뒤는 더 흐릿해집니다.
시험지 20문항은 옆에서 설명해 주지 말고 아이가 직접 끝까지 풀게 두십시오. 옆에서 거들면 술술 말하던 아이도 혼자 하면 막히는 일이 흔한데, 그건 아직 자기 것이 아니라는 뜻입니다. 막히는 번호는 비워 두어도 괜찮습니다.
채점하고 나면 틀린 번호에만 표시를 해 두십시오. 그날 바로 다시 풀게 하기보다, 내용을 잊었을 만한 몇 주 뒤 시험 기간에 그 번호만 다시 풀게 하는 쪽을 권합니다. 문제를 많이 푸는 것보다 한 장을 제 손으로 푸는 쪽이 남습니다.
— 수학의 신호 원장
전기와 자기 시험지에 나오는 문항 모양
실험 설계·결과 해석
4지선다
개념 확인
단답
계산
원리 적용
전기와 자기 단원, 무엇을 배우나요
정전기에서는 서로 다른 두 물체를 문지르면 전자가 한 물체에서 다른 물체로 이동한다는 점을 배웁니다. 전자를 얻은 물체는 (-)전하, 잃은 물체는 (+)전하를 띱니다. 대전체를 가까이 할 때 물체 속 전하가 가까운 쪽과 먼 쪽으로 나뉘어 끌려오는 유도 현상도 같은 원리 위에 있습니다.
전류·전압·저항 부분에서는 저항이 일정할 때 전류가 전압에 비례한다는 옴의 법칙을 배우고, I = V/R로 전류나 저항을 구합니다. 직렬연결과 병렬연결에서는 전압과 전류가 나뉘는 방식이 서로 다릅니다. 이어서 전류의 자기 작용에서는 자기장 속의 전류가 받는 힘이 자기장 방향과 전류 방향에 따라 정해진다는 점을 다룹니다.
시험지에서 뽑아 본 문제
털가죽으로 문지른 플라스틱 막대가 (-)전하로 대전되는 까닭으로 옳은 것은? ① 털가죽의 전자가 플라스틱 막대로 이동하기 때문이다. ② 플라스틱 막대의 전자가 털가죽으로 이동하기 때문이다. ③ 털가죽의 양성자가 플라스틱 막대로 이동하기 때문이다. ④ 플라스틱 막대에서 새로운 (-)전하가 만들어지기 때문이다.정답 · ① 털가죽의 전자가 플라스틱 막대로 이동하기 때문이다. — 서로 다른 두 물체를 문지르면 전자가 한 물체에서 다른 물체로 이동한다. 플라스틱 막대가 전자를 얻으면 (-)전하를 띠고, 전자를 잃은 털가죽은 (+)전하를 띤다. 양성자는 원자핵 속에 있어 마찰로 이동하지 않으며,
위 실험 결과를 옳게 해석한 것은? 같은 전원 장치를 이용하여 저항 A와 저항 B에 각각 6 V의 전압을 걸고 전류를 측정하였다. 저항 A에는 0.2 A, 저항 B에는 0.4 A의 전류가 흘렀다. 두 저항의 재질과 온도 조건은 실험하는 동안 변하지 않았다. ① 저항 A의 저항은 저항 B의 저항의 2배이다 ② 저항 A의 저항은 저항 B의 저항의 절반이다 ③ 두 저항의 크기는 서로 같다 ④ 저항 A의 저항은 20 Ω, 저항 B의 저항은 10 Ω이다정답 · ① 저항 A의 저항은 저항 B의 저항의 2배이다 — R = V/I이므로 A는 6 V ÷ 0.2 A = 30 Ω, B는 6 V ÷ 0.4 A = 15 Ω이다. 따라서 A의 저항은 B의 2배이다.
이 실험 결과로부터 구한 니크롬선 X의 저항은? 한 학생이 저항값을 모르는 니크롬선 X의 양 끝에 전원 장치를 연결하고, 전압을 2 V씩 높이면서 흐르는 전류를 측정하였다. 실험 중 온도 변화는 무시할 만큼 작았다. 측정 결과 전압 2 V일 때 전류는 0.1 A, 4 V일 때 0.2 A, 6 V일 때 0.3 A, 8 V일 때 0.4 A였다. 이 학생은 이 결과를 바탕으 ① 5 Ω ② 10 Ω ③ 20 Ω ④ 40 Ω정답 · ③ 20 Ω — 전압과 전류가 비례하므로 니크롬선 X는 옴의 법칙을 만족하며, 저항은 R = V/I로 구한다. 예를 들어 R = 2 V ÷ 0.1 A = 20 Ω이고, 8 V ÷ 0.4 A도 20 Ω으로 같다.
재질과 굵기가 같은 니크롬선 중 길이가 L인 것에 6 V의 전압을 걸었더니 0.6 A의 전류가 흘렀다. 같은 재질과 굵기이고 길이가 2L인 니크롬선에 같은 6 V의 전압을 걸 때 흐르는 전류의 세기를 단위와 함께 쓰시오.정답 · 0.3 A — 도선의 저항은 길이에 비례하므로 길이가 2L이면 저항은 2배가 된다. 길이 L일 때 저항은 6 V ÷ 0.6 A = 10 Ω이므로 2L일 때는 20 Ω이고, 전류는 6 V ÷ 20 Ω = 0.3 A이다.
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
전기와 자기에서 자주 헷갈리는 곳
이동하는 것은 전자입니다 마찰로 이동하는 것은 원자핵 속 양성자가 아니라 전자입니다. 전하는 새로 만들어지지 않고 옮겨 갈 뿐이어서, 한쪽이 (+)가 되면 다른 쪽은 (-)가 됩니다.
직렬과 병렬의 전압 직렬에서는 전체 저항으로 전류를 먼저 구한 뒤 각 저항의 전압을 계산하고, 병렬에서는 각 저항에 전원 전압이 똑같이 걸립니다. 두 연결의 규칙을 섞어 쓰면 값이 틀립니다.
방향을 둘 다 바꾸면 자기장 속 전류가 받는 힘은 자기장 방향과 전류 방향에 따라 정해집니다. 하나만 바꾸면 힘이 반대가 되지만, 둘 다 바꾸면 힘의 방향은 처음과 같아집니다.
집에서는 이렇게 공부해 보세요
먼저 정전기 개념을 말로 설명할 수 있는지 확인한 뒤 옴의 법칙 계산으로 넘어가십시오. 하루 20~30분 정도로 잡고, 푼 문제마다 어느 보기가 왜 틀렸는지 해설과 맞대어 정리하는 데 시간을 쓰는 편이 좋습니다.
계산 문제는 V = IR에서 구할 값을 먼저 정하고, 답에 단위를 붙이는 습관을 들이십시오. 저항이 같으면 전압이 달라질 때 전류만 달라진다는 점을 확인하며 풀면 됩니다. 20문항을 푼 뒤에는 틀린 문항만 며칠 지나 다시 풀어 보십시오.