전구 A, B 는 B 의 필라멘트가 A 의 것보다 두껍다는 것 말고는 동일한 전구이다. 110 볼트짜리 소켓에 사용한다면?
(a) A 의 저항이 크기 때문에 A 가 더 밝을 것이다.
(b) B 의 저항이 크기 때문에 B 가 더 밝을 것이다.
(c) A 의 저항이 작기 때문에 A 가 더 밝을 것이다.
(d) B 의 저항이 작기 때문에 B 가 더 밝을 것이다.
(e) 밝기가 같을 것이다
정답 : d
단위 시간당 가장 많은 에너지를 소모하는 전구가 가장 밝다. 소모된 에너지는 얼마나 많은 위치에너지 차, 즉 전압 차를 얼마나 많은 전하가 통과하는가에 따라 결정된다. 각 전구를 모두 110 볼트짜리 소켓에 연결했으므로 전압 차는 모두 110 볼트다.
따라서 두 전구의 유일한 차이는 단위 시간당 얼마나 많은 전하가 전압차를 통과하는가, 즉 얼마나 많은 전류가 흐르냐이다. 굵은 필라멘트의 저항은 가는 필라멘트의 저항보다 작은므로 두꺼운 쪽에 더 많은 전류가 흐르게 된다. 결국 두꺼운 필라멘트는 여러개의 가느다란 필라멘트 묶음으로 생각할 수 있다.
따라서 두꺼운 필라멘트의 전구가 단위 시간당 더 많은 에너지(단위 시간당 에너지 = 전력 또는 일률)를 사용하므로 더 밝다.
