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1[승강기기사 필기] 16년 1회차
다음 그림과 같은 회로에서 스위치를 2분 동안 닫은 후 개방하였을 때 A지점에서 통과한 모든 전하량을 측정하였더니 240C 이었다. 이 때 저항에서 발생한 열량은 약 몇 cal 인가?
문제 이미지
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80.2
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160.4
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240.5
4
460.8
해설

전하량으로 전류를 먼저 구한 뒤 줄의 법칙을 적용하면 발열량은 약 460.8 cal가 된다.

회로는 전지에 스위치와 4Ω 저항 하나가 직렬로 연결된 단순 폐회로이고, A는 그 직렬 경로 위의 한 점이므로 A를 지난 전하량이 곧 저항을 지난 전하량이다.
전류: I=Qt=240 C120 s=2 AI=\dfrac{Q}{t}=\dfrac{240\,\mathrm{C}}{120\,\mathrm{s}}=2\,\mathrm{A}

발열량(줄의 법칙): H=I2RtH=I^2Rt
대입하면 H=22×4×120=1920 JH=2^2\times 4\times 120=1920\,\mathrm{J}

이를 열량 단위로 바꾸면 H=0.24×1920=460.8 calH=0.24\times 1920=460.8\,\mathrm{cal}이다. 시간을 2분이 아닌 120초로 환산하는 것과 1 J ≒ 0.24 cal 환산을 빠뜨리지 않는 것이 계산의 핵심이다.

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