Al ser una aplicación móvil en línea, Hangouts sólo utiliza datos (tu ancho de banda) para realizar las llamadas, no tu línea telefónica real. Según este enlace de soporte de Google Las llamadas a la mayoría de los destinos de EE.UU. y Canadá son gratuitas desde Hangouts, por lo que no se te debería facturar nada (pero sí se te facturará el ancho de banda y los datos utilizados, por supuesto).
La excepción son algunos lugares raros mencionados en ese enlace que cuestan 1 céntimo por minuto. Y esas llamadas no serán facturadas por AT&T, para pagar esas llamadas, tendrás que comprar crédito de llamadas de Google desde aquí por separado.
Referencia:
https://support.google.com/hangouts/answer/3187125?hl=en
¿O los hangouts comprobarán primero si este contacto tiene un número de teléfono asociado y lo utilizarán en su lugar?
Puedes marcar un número directamente, o si tienes a esa persona en tu lista de contactos de Google, sólo tienes que escribir el nombre y el número aparecerá automáticamente. Incluso si la persona no tiene un número, Hangouts funcionará y podrás hacer la llamada, ya que la identidad de ese contacto se basará en la cuenta de Google, no en sus números de teléfono (comprueba el Hacer una llamada con Hangouts en el enlace referido). ¡Google es todo comunicación sin fisuras!
Editar
Pero lo que no entiendo es por qué estás pagando por un plan de datos y tiempo de conversación a AT&T? Según el enlace de soporte, las llamadas a Estados Unidos y Canadá son en su mayoría gratuitas desde Hangouts, así que si ya tienes un plan de datos, no veo ninguna necesidad de comprar esa tarjeta sim para "hacer llamadas a un precio razonable".
