01 별
02 전기 에너지의 발생과 전환
063쪽 1 전자기 유도 2 전기 3 유도 4 발전기 5 역학적 6 화학 7 소비 전력 8 전력량 9 화학 10 열 11 운동 12 에너지 보존 13 대기전력
14 에너지 소비 효율
복습책
064쪽
01 화학 에너지 02 화학 에너지 03 전기 에너지 04 전기 에너지 05 화학 에너지 06 소리 에너지 07 소리 에너 지 08 LED 전등 09 전기난로, 전기다리미 10 선풍기, 세탁기, 진공청소기 11 스피커, 오디오 12 배터리 충전기 13 텔레비전
복습책
065쪽~067쪽
01 ② 02 ⑤ 03 ㉠ 자석(영구자석) ㉡ 코일 ㉢ 역학적
㉣ 전류 04 ⑤ 05 ① 06 ① 07 ② 08 ① 09 ⑤ 10 ② 11 ⑴1400 J ⑵ 해설 참조 12 ④ 13 ⑤ 14 ⑤ 15 (가) 빛에너지 (나) 열에너지 (다) 소리 에너지 (라) 운동 에 너지 16 ④ 17 에너지 보존 18 ⑤ 19 ① 20 ① 21 ③ 22 ⑴㉠ 열에너지 ㉡ 화학 에너지 ㉢ 전기 에너지
㉣ 빛에너지 ⑵ 해설 참조
복습책
01 코일에 자석을 가까이 하거나 멀리 할 때 자석의 역학적 에너지가 전기 에너지로 전환된다. 코일 밖이나 코일 속에 서 가만히 있을 때는 자석의 역학적 에너지가 변하지 않으 므로 코일에 전류가 흐르지 않는다.
02 자석 사이에서 코일이 회전할 때 코일의 역학적 에너지가 전기 에너지로 전환된다.
03 자석 사이에서 코일이 회전할 때 코일의 역학적 에너지가 전기 에너지로 전환되어 코일에 전류가 흐르게 된다.
04 원자력 발전소에서는 원자의 핵에너지를 수증기의 역학적 에너지로 전환하여 발전기의 터빈을 회전시키며, 이때 발 전기에서 역학적 에너지가 전기 에너지로 전환된다.
05 전기 기구가 1초 동안 소비하는 전기 에너지의 양을 소비 전력이라고 하며, 1분(min)=60초(s)이다.
소비 전력=전기 에너지
시간 =3600 J60 s =60W이다.
06 정격 전압은 가전제품을 정상적으로 작동하기 위해 필요 한 전압이고, 소비 전력은 정격 전압을 걸어 주었을 때 가 전제품이 1초 동안 소비하는 전기 에너지의 양이다.
소비 전력=전기 에너지
시간 =120000 J120 s =1000W=1 kW 감소한다. 최고점에서 운동 에너지는 0이고, 지면에서 운
동 에너지는 최대이다.
15 역학적 에너지가 보존되므로 (처음 위치 에너지)+(처음 운동 에너지)=(나중 위치 에너지)+(나중 운동 에너지)이 다. 같은 속력으로 A, B, C 세 방향으로 던진 각 공의 역 학적 에너지는 모두 같고, 지면에서 공의 위치 에너지는 0이므로 지면에 도달하는 순간 공의 운동 에너지도 모두 같다.
16 감소한 위치 에너지는 증가한 운동 에너지와 같다. 증가한 운동 에너지는 `2!`mv22-`2!`mv12=`2!`\1
kg\(4m/s)2-`2!`\1 kg×(2 m/s)2=8 J-2 J=6 J이므로 감소한 위치 에너지도 6 J이다.
17 공이 올라갈 때는 운동 에너지가 위치 에너지로 전환되고, 내려올 때는 위치 에너지가 운동 에너지로 전환되므로 모 든 지점에서 역학적 에너지는 같다.
18 역학적 에너지는 위치 에너지와 운동 에너지의 합이고, 공 기 저항과 마찰을 무시하면 모든 지점에서 역학적 에너지 는 같다.
19 역학적 에너지가 보존되고 B 지점에서 위치 에너지가 0이 므로9.8mh1+`2!`mv12=`2!`mv22이다.
A 지점에서 위치 에너지는 9.8mh1=(9.8\0.2)N\5 m
=9.8 J이고, 운동 에너지는
`2!`mv12=`2!`\0.2 kg\(10 m/s)2=10 J이므로 B 지점에 서 운동 에너지는 `2!`mv22=9.8 J+10 J=19.8 J이다.
오답 분석
ㄱ. A 지점에서 운동 에너지는 10 J이다.
ㄷ. B 지점에서 운동 에너지는 19.8 J이다.
20 모범 답안 A=B=C, 공 A, B, C의 처음 역학적 에너지 가 모두 같으므로 지면에 도달하는 순간 역학적 에너지가 모두 같다. 지면에서 위치 에너지가 0이므로 운동 에너지 도 모두 같고, 질량이 같으므로 속력이 모두 같다.
채점 기준 배점
속력이 같다고 비교하고, 그 까달글 옳게 서술한 경우 100 %
속력이 같다고만 비교한 경우 50 %
복습 책 07 소비 전력이 15 W인 LED 전등은 1초 동안 15 J의 전
기 에너지를 소비하므로, 1분 동안 소비한 전기 에너지는 15 W×60 s=15 J/s\60 s=900 J이다. 형광등을 3시간 동안 사용했을 때의 전력량은 30 W\3 h=90 Wh이다.
08 전력량은 전기 기구가 일정 시간 동안 사용한 전기 에너지 의 양이고, 30분(min)=0.5시간(h)이다. 전력량=전력×
시간=250 W\0.5 h=125 Wh이다.
09 전력량=전력\시간=100 W\2 h=200 Wh이다.
1 W=1 J/s이므로
1 Wh=1 W\1 h=1 J/s\3600 s=3600 J이고, 200 Wh=200 J/s\3600 s=720000 J이다.
10 소비 전력은 정격 전압을 걸어 주었을 때 전기 기구가 1초 동안 소비하는 전기 에너지의 양이다. 전기 기구가 일정 시간 동안 사용한 전기 에너지의 양은 전력량이라고 한다.
오답 분석
ㄱ. 전력량의 단위로는 Wh(와트시)나 kWh(킬로와트시) 등을 사용한다.
ㄴ. 소비 전력이 10 W인 가전제품은 1초 동안 10 J의 전 기 에너지를 사용한다.
11 ⑴ 220 V-1400 W인 전기다리미를 220 V에 연결할 때 의 소비 전력이 1400 W이므로 1초 동안 1400J의 전기 에 너지를 소비한다.
⑵ 모범 답안 전력량=전력\시간=1400 W\1 h/일
\10일=14000 Wh=14 kWh
채점 기준 배점
⑴ 전기 에너지의 크기를 옳게 쓴 경우 50 %
⑵ 전력량을 구하는 풀이 과정과 답을 옳게 서술한 경우 50 %
답만 옳게 서술한 경우 20 %
12 전기 에너지는 전류가 흐를 때 공급되는 에너지이며, 여러 가지 가전제품은 전기 에너지를 다른 형태의 에너지로 전 환하여 이용한다.
13 에너지는 여러 가지 형태로 존재하며, 한 형태에서 다른 형태로 전환될 수 있다. 화학 결합에 의해 연료 속에 저장 된 에너지를 화학 에너지라고 한다.
14 전기 에너지를 스피커는 소리 에너지로, 세탁기는 운동 에 너지로, 전기주전자는 열에너지로, 배터리 충전기는 화학 에너지로 전환하여 이용한다.
15 휴대 전화에서 전기 에너지가 다른 형태의 에너지로 전환 된다. 전기 에너지 → 빛에너지+열에너지+소리 에너지 +운동 에너지
16 220 V-1800 W인 전기주전자를 220 V에 연결할 때의 소비 전력이 1800 W이므로 1초 동안 1800 J의 전기 에너 지를 소비한다. 전력량=전력×시간=1800 W\ 60 h=
30 Wh이다. 전기난로, 전기주전자, 전기밥솥, 전기다리 미 등은 전기 에너지를 주로 열에너지로 전환하여 이용하 는 가전제품이다.
17 에너지는 한 형태에서 다른 형태로 전환될 수 있으며, 이 과정에서 에너지가 새로 생기거나 소멸되지 않고 전체 에 너지의 양은 일정하게 보존된다. 이것을 에너지 보존 법칙 이라고 한다.
18 조명 장치를 켰을 때 전등에서 전기 에너지를 빛에너지로 전환하여 이용하며, 이 과정에서 전기 에너지가 열에너지 로도 전환된다.
19 에너지 소비 효율 등급은 제품이 에너지를 효율적으로 이 용하는 정도를 1등급에서 5등급으로 구분하여 표시한다.
1등급으로 갈수록 전기 에너지를 효율적으로 이용하는 가 전제품이다.
20 형광등은 전기 에너지를 빛에너지뿐만 아니라 열에너지로 많이 전환하여 LED 전등에 비해 에너지 효율이 낮다.
오답 분석
ㄴ. 에너지 소비 효율 등급이 높은 가전제품을 사용한다.
ㄷ. 사용하지 않는 가전제품은 플러그를 콘센트에서 뽑아 두어 소모되는 대기전력을 줄인다.
21 에너지는 한 형태에서 다른 형태로 전환될 수 있으며, 이 과정에서 에너지는 새로 생기거나 소멸되지 않고 전체 에 너지의 양은 일정하게 보존된다.
오답 분석
ㄷ. 전기 에너지가 다른 형태의 에너지로 전환될 때 전체 에너지의 양은 일정하게 보존된다.
22 ⑴ 연료의 연소에서는 화학 에너지가 열에너지와 빛에너 지로, 광합성에서는 빛에너지가 화학 에너지로, 건전지의 사용에서는 화학 에너지가 전기 에너지로, 모닥불에서는 화학 에너지가 빛에너지와 열에너지로 전환된다.
⑵ 모범 답안 발전기에서 역학적 에너지가 전기 에너지로 전환된다. 마이크는 소리 에너지를 전기 에너지로 전환한 다. 기타를 칠 때 역학적 에너지가 소리 에너지로 전환된 다. 선풍기에서 전기 에너지가 운동 에너지로 전환된다.
채점 기준 배점
⑴ 에너지 종류를 4개 모두 옳게 쓴 경우 50 % 에너지 종류를 2~3개만 옳게 쓴 경우 25 %
⑵ 다른 현상 1가지를 옳게 서술한 경우 50 %
③ 지구가 E1에서 E2까지 공전하는 데는 6개월이 걸리므 로 연주 시차를 측정하는 데에는 6개월 이상이 걸린다.
④ 연주 시차는 아주 작은 값이므로 지구에서 배경별보다 멀리 떨어진 별은 연주 시차를 측정하기 어렵다.
05 공전 궤도 반지름이 지금보다 더 커지면 지구-별-태양 이 이루는 각도도 커질 것이다.
06 1등급 차는 2.5배의 밝기 차가 나므로, 밝기 비∝2.5등급 차 이다. 따라서 ④와 같은 그래프로 나타난다.
07 5등급인 별이 100개 모이면 밝기는 100배 밝아지므로 5등 급이 작아진다.
08 별의 밝기는 거리의 제곱에 반비례하므로, 거리가 10배 멀 어지면 밝기는 100배 어두워진다. 따라서 5등급이 커진다.
09 6등급과 -4등급은 10등급 차이가 난다. 5등급 차이 의 밝기는 100배 차이가 나므로 10등급 차이는 밝기가 100\100=10000배 차이가 난다.
10 1등급이 작아질 때마다 밝기는 2.5배가 밝아진다. 1등급 의 밝기가 전구 100개의 밝기와 같으므로 0등급의 밝기는 전구 250개의 밝기에 해당한다.
11 별의 겉보기 등급이 1등급 작아지면 2.5배 밝게 보인다.
따라서 5등급보다 1등급이 작은 별은 4등급이다.
12 ㄷ, ㄹ. 절대 등급은 지구로부터 10 pc(=32.6광년) 거리 에 있다고 가정할 때의 별의 밝기 등급이므로, 별의 실제 밝기를 비교할 때 이용한다.
오답 분석
ㄱ. 맨눈으로 보이는 별의 밝기 등급은 겉보기 등급이다.
ㄴ. 절대 등급이 작을수록 실제로 밝지만, 거리에 따라 눈 에 보이는 밝기가 달라진다.
13 겉보기 등급이 절대 등급보다 작은 별은 10 pc보다 가까 이 있다.
14 -4등급과 1등급은 5등급 차이가 나며, 2.55=100배 밝기 차이가 난다.
15 거리가 10배 가까워진다면 별의 밝기는 100배 밝아질 것 이다. 별의 밝기가 100배 차이가 나면 등급은 5등급 차이 가 나므로 2.1-5=-2.9등급으로 보인다.
16 ㄴ. 연주 시차와 거리는 반비례하므로 별 C의 연주 시차가 D보다 10배 크다.
오답 분석
ㄱ. 가장 밝게 보이는 별은 겉보기 등급이 가장 작은 별이 므로 C이다.
ㄷ. 실제 가장 밝은 별은 절대 등급이 가장 작은 별이므로 D이다. 별 A~D의 절대 등급은 다음 표와 같다.
별 겉보기 등급 거리(pc) 절대 등급
A 2 10 2
B 4 100 -1
C 0 100 -5
D 2 1000 -8
01 별
068쪽 1 시차 2 1
2 3 1
연주 시차(") 4 1 22 5 1
32 6 반비례 7 작을 8 100 9 2.5 1010 pc 11 작을 12 작을 13 표면 온도 14 파란색 15 붉은색 16 높 17 낮
복습책
069쪽
01 3등급 02 9등급 03 6.3, 밝다 04 16, 어둡다 05 3등급 06 -1등급 07 6등급 08 1등급 09 9배 밝아진다. 10 16배 어두워진다. 11 100, 어두워 12 1등급 13 7등급 14 1등급 15 -18.8등급
복습책
070쪽~072쪽
01 2 : 1 02 ④ 03 ④ 04 ⑤ 05 커진다.
06 ④ 07 ③ 08 ① 09 ⑤ 10 ⑤ 11 ④ 12 ⑤ 13 ①, ③ 14 ⑤ 15 ① 16 ② 17 ⑴ 약 6.3배 ⑵D, C ⑶ 해설 참조 18 ① 19 ② 20 ④ 21 ⑴ 별 B ⑵ 별 B ⑶ 해설 참조
복습책
01 시차는 물체의 거리에 반비례하므로 t1 : t2= 8! : 16 = 2 : 1이다.
02 별까지의 거리(pc)=연주 시차(")1 로 나타낼 수 있는데, 이 별의 연주 시차가 0.05"이므로 거리는 20 pc이다.
03 ㄴ. 별 A와 별 B는 실제 밝기가 같다고 했는데, 지구로부 터의 거리는 별 A가 별 B보다 가까우므로 별 A가 별 B 보다 밝게 관측된다.
ㄷ. 별 A가 별 B보다 배경별을 기준으로 이동한 각거리가 크므로, 즉 별 A가 별 B보다 연주 시차가 크므로 지구와 의 거리는 별 A가 별 B보다 더 가깝다.
오답 분석
ㄱ. 별 A는 배경별을 기준으로 6개월 동안 이동한 각거리 인 시차가 크므로 배경별보다 가까이 있는 별이다.
04 ⑤ 시차는 별의 거리에 반비례하므로 별의 거리가 2배 멀 어지면 시차는 절반이 된다.
오답 분석
① 별 S의 시차가 0.2"이므로, 연주 시차는 이 값의 절반 인 0.1"이다.
② 별의 거리(pc)= 1
연주 시차 = 1
0.1"=10pc이다.