중2 과학 전기 회로의 직렬·병렬 연결 예상문제

🎯 정답: 4번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 직렬연결은 전류의 길이 하나이므로, 전류의 세기가 회로 어디서나 같아요(①, ⑤는 옳은 설명).
2️⃣ 병렬연결은 각 저항이 전원에 직접 연결된 것과 같아서 전압이 전원의 전압과 같아요(②는 옳은 설명).
3️⃣ 직렬연결에서는 저항을 추가할수록 합성저항이 각 저항의 합만큼 커져요(③은 옳은 설명).
4️⃣ 그런데 병렬연결에서 저항을 추가하면, 전류가 흐를 수 있는 통로(길)가 늘어나기 때문에 합성저항은 오히려 작아져요! 그래서 ④가 옳지 않은 설명이에요. ⚡

❌ 오답 노트
①, ②, ③, ⑤는 모두 직렬·병렬연결의 기본 성질을 올바르게 설명하고 있어서 옳지 않은 것을 찾는 이 문제의 정답이 될 수 없어요.

💡 핵심 개념 정리
직렬연결: 저항 추가 → 합성저항 증가. 병렬연결: 저항 추가 → 합성저항 감소(통로가 늘어나므로).

🌟 실생활 속 과학
가정에 전기 기구를 병렬로 계속 연결하면 합성저항이 점점 작아져서 전체 전류가 커져요. 그래서 한 콘센트에 너무 많은 기구를 연결하면 과전류로 위험할 수 있어요! ⚠️

[개념] 병렬 연결에서는 여러 갈래가 같은 두 접점에 연결되어 각 가지에 같은 전압이 걸린다.

[풀이]
2022 개정 교육과정의 해당 성취기준 범위에서 판단하면 3번이 옳다.

정답: 3

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 병렬연결의 핵심은 '전류가 흐르는 길이 여러 개로 나뉘고, 각 기구가 독립적으로 작동한다'는 거예요.
2️⃣ 멀티탭(콘센트)에 여러 전기 기구를 꽂으면, 각 기구는 서로 다른 가지(도선)에 연결되어 각각 220V의 전압을 그대로 받아요.
3️⃣ 그래서 냉장고를 꺼도 텔레비전은 계속 켜져 있을 수 있어요! 이것이 바로 병렬연결의 대표적인 예시예요. 🔌

❌ 오답 노트
① 옛날식 크리스마스 전구 줄은 직렬연결의 대표 사례예요. 전구 하나가 끊어지면 전류의 길이 끊겨 줄 전체가 꺼져요.
② 손전등 속 건전지 두 개를 한 줄로 연결한 것도 직렬연결이에요.
④ 저항을 한 줄로 길게 이어 연결한 것은 직렬연결의 형태예요.
⑤ 전류계와 저항 하나를 한 줄로 연결한 것은 갈라지는 지점이 없으므로 직렬연결이에요.

💡 핵심 개념 정리
병렬연결의 실생활 예 = 가정용 콘센트(멀티탭)! 여러 기구가 서로 독립적으로 작동해요.

🌟 실생활 속 과학
요즘 크리스마스 전구는 병렬로 연결해서 만들어요. 그래서 전구 하나가 고장 나도 나머지 전구는 반짝반짝 잘 켜져 있답니다! ✨

[개념] 직렬 회로는 전류가 흐르는 길이 한 갈래이므로 각 저항을 지나는 전류의 세기가 같다.

[풀이]
2022 개정 교육과정의 해당 성취기준 범위에서 판단하면 3번이 옳다.

정답: 3

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 두 전구가 직렬로 연결되어 있으므로 전류가 흐르는 길은 단 하나예요.
2️⃣ 전구 하나의 필라멘트가 끊어지면, 그 지점에서 회로가 완전히 끊어지는 것과 같아요. 마치 도로 한가운데가 뚝 끊어진 것과 같아요! 🚧
3️⃣ 전류가 흐를 수 있는 유일한 길이 막혔기 때문에, 회로 전체에 전류가 전혀 흐르지 못하게 되어 두 전구가 모두 꺼져요.

❌ 오답 노트
①, ② 직렬회로는 하나가 끊어지면 전류의 길 자체가 사라지므로, 나머지 전구도 켜져 있을 수 없어요.
④ 어두워지며 켜져 있는 것이 아니라 아예 꺼져요. 전류가 흐르지 않으니까요.
⑤ 회로가 끊어지면 전류는 0이 돼요. 두 배로 늘어나는 것과는 정반대예요.

💡 핵심 개념 정리
직렬연결의 단점: 한 부품이 고장 나면 전체 회로가 작동을 멈춰요.

🌟 실생활 속 과학
옛날식 크리스마스 전구 줄에서 전구 하나만 나가도 줄 전체가 깜깜해졌던 경험, 바로 이 직렬연결의 원리 때문이었어요! 🎄

[개념] 병렬 연결에서는 각 가지가 독립된 전류 경로를 가지므로 기구를 각각 켜고 끌 수 있으며 각 가지에 전원 전압이 걸린다.

[풀이]
2022 개정 교육과정의 해당 성취기준 범위에서 판단하면 3번이 옳다.

정답: 3

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 냉장고, 세탁기, 텔레비전은 저마다 필요한 전력이 다르고, 독립적으로 켜지고 꺼져야 하는 기구들이에요.
2️⃣ 병렬로 연결하면 각 기구가 서로 다른 가지(도선)에 연결되어, 전원(220V)과 같은 전압이 각 기구에 그대로 걸려요.
3️⃣ 또한 각 가지가 독립적인 전류의 길이기 때문에, 한 기구를 끄거나 고장 나도 다른 기구가 흐르는 전류에는 영향을 주지 않아요. 그래서 냉장고를 꺼도 세탁기는 계속 돌아갈 수 있는 거예요! 🔌

❌ 오답 노트
① 병렬연결은 오히려 합성저항을 작아지게 해요. '더 밝게 작동'하는 것과는 직접적인 관련이 없고, 서술 자체도 정확하지 않아요.
② 병렬연결의 핵심 장점은 정반대예요. 한 기구를 꺼도 다른 기구는 영향을 받지 않아요.
④ 병렬연결에서는 전류가 저항값에 따라 다르게 나뉘어 흘러요. 모든 기구의 전류가 반드시 같은 것은 아니에요.
⑤ 정전은 전원 자체가 끊기는 상황이라 모든 기구에 전류가 흐르지 않게 돼요. 이 선지는 병렬연결과 관련이 없어요.

💡 핵심 개념 정리
병렬연결의 핵심 장점: 전압 일정 + 독립적인 전류 통로 → 기구들이 서로 영향 없이 각자 작동!

🌟 실생활 속 과학
만약 집 안의 모든 콘센트가 직렬로 연결되어 있었다면, 냉장고 코드를 뽑는 순간 온 집안의 전등과 가전제품이 모두 꺼져버렸을 거예요! 병렬연결 덕분에 우리는 편리하게 전기를 사용할 수 있어요. 🏠⚡

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ ① 모두 직렬로 연결하면 합성저항은 R+R+R+R = 4R로 가장 큰 값이 돼요.
2️⃣ ② 모두 병렬로 연결하면 1/R합 = 1/R+1/R+1/R+1/R = 4/R 이므로 R합 = R/4로, 값이 아주 작아져요.
3️⃣ ③처럼 2개씩 직렬로 묶은 뒤 다시 직렬로 연결하면 (2R)+(2R) = 4R로 오히려 커져요. 저항을 병렬로 연결할수록 전류가 흐를 수 있는 통로가 늘어나서 합성저항이 작아지므로, 모두 병렬로 연결한 ②가 합성저항을 가장 작게 만드는 방법이에요! ⚡

❌ 오답 노트
① 4R로 오히려 가장 큰 합성저항이 나와요.
③ 2R+2R = 4R로 계산해 보면 ①과 똑같이 가장 큰 값이 나와요. 직렬 묶음을 다시 직렬로 연결해서는 저항을 줄일 수 없어요.
④ 연결 방법에 따라 R/4부터 4R까지 값이 크게 달라지므로 항상 같다는 것은 틀린 설명이에요.
⑤ 저항 2개를 아예 회로에서 빼버리면 '4개를 모두 사용'한다는 조건에 맞지 않고, 합성저항도 2R로 병렬연결(R/4)보다 훨씬 커요.

💡 핵심 개념 정리
저항을 병렬로 많이 연결할수록 전류의 통로가 늘어나 합성저항은 점점 더 작아져요. 반대로 직렬로 연결할수록 합성저항은 점점 커져요.

🌟 실생활 속 과학
전기 기술자는 원하는 저항값을 얻기 위해 저항을 직렬·병렬로 다양하게 조합해요. 아주 작은 저항값이 필요할 때는 여러 저항을 병렬로 묶어서 사용한답니다! 🔧