[기출문제] 인하대학교 일반물리학(대학물리학) 2025-2 중간 기출문제 (정답 포함)

1. 부피, 길이, 단면적이 동일한 백금 도선과 납 도선이 있다. 백금 도선의 부피를 일정하게 유지하며 그 길이가 처음의 3배가 되도록 균일하게 늘렸다. 이때, 백금 도선의 저항은 아무런 변화를 거치지 않은 납 도선의 저항에 비해 몇 배가 되는가? (단, 납의 비저항은 백금의 2배라 가정한다)

[주어진 조건]
• 백금(Pt) 도선과 납(Pb) 도선: 부피, 길이, 단면적 동일
• 납의 비저항 = 백금의 비저항의 2배
• 백금 도선은 부피 유지, 길이를 3배로 균일하게 늘림
→ 따라서 단면적은 1/3로 감소함

ⅰ. 처음 백금 도선의 저항
R_pt_initial = ρ * L / A

ⅱ. 늘어난 백금도선의 저항
길이: 3L
단면적: A / 3
비저항: 변함 없음 → ρ

따라서
R_pt_new = ρ * (3L) / (A/3)
= ρ * 3L * (3/A)
= 9ρL/A
= 9 × R_pt_initial

즉, 늘어난 백금 도선의 저항 = 9배 증가

ⅲ. 아무 변화 없는 납(Pb) 도선의 저항
납의 비저항 = 백금의 2배 → ρ_Pb = 2ρ

따라서
R_pb = (2ρ) * L / A
= 2 × R_pt_initial

ⅳ. 둘의 저항비 (늘어난 Pt / 변화 없는 Pb)
비 = 9R_pt_initial / 2R_pt_initial
= 9/2
= 4.5

[정답]
4.5배