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23.

기전력 1.5V, 내부저항 0.1Ω인 전지 10개를 직렬로 연결하고 2Ω의 저항을 가진 전구에 연결할 때 전구에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?

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① 0.5[A]

② 5[A]

③ 7.5[A]

④ 10[A]

핵심 해설

전지 10개를 직렬로 연결하면 전체 기전력은 \(1.5\times10=15V\), 내부저항은 \(0.1\times10=1\Omega\)입니다. 외부저항 2Ω과 합하면 전체저항은 3Ω이므로 전류는 \(15/3=5A\)입니다.

학습 포인트

이 문항은 전지 직렬접속에서 전체 기전력과 내부저항을 합산하는 회로 계산를 평가합니다. 비상전원과 배터리 회로에서는 내부저항까지 포함한 전체 저항을 보아야 실제 부하전류를 정확히 예측할 수 있습니다.

선지별 해설

직렬접속에서는 전압과 내부저항이 모두 더해집니다.
전체 전압은 15V이고 전체 저항은 내부저항 1Ω과 전구저항 2Ω을 더한 3Ω입니다.
오옴의 법칙에 따라 \(I=V/R=15/3=5A\)이므로 정답은 ②입니다.
① [X] 0.5[A]는 전체 기전력 15V를 제대로 반영하지 않은 값입니다. 직렬 전지는 전압이 합산됩니다.
② [O] 5[A]는 전체 기전력 15V를 전체저항 3Ω으로 나눈 값과 일치합니다.
③ [X] 7.5[A]는 내부저항 1Ω을 고려하지 않고 15V를 외부저항 2Ω에만 나누었을 때의 값으로, 내부저항 조건을 빠뜨린 결과입니다.
④ [X] 10[A]는 전체 전압 또는 저항 계산과 맞지 않으며, 내부저항을 포함한 회로 조건을 충족하지 않습니다.

암기 팁

전지 직렬 문제에서는 “전압도 더하고 내부저항도 더한다”는 점을 함께 기억하셔야 합니다.

맞춤 꼼수

내부저항이 주어지면 반드시 외부저항에 더해 전체저항을 구하셔야 합니다. 이 문제에서는 2Ω만 쓰면 7.5A가 되어 부적절합니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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