그림 (가)와 같이 지면에 수직으로 들어가는 방향의 균일한 자기장 영역… | [변리사 1차] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[변리사 1차] 26년 1회차
그림 (가)와 같이 지면에 수직으로 들어가는 방향의 균일한 자기장 영역에 저항이 5Ω이고, 한 변의 길이가 0.5m인 정사각형 도선이 놓여 있다. 자기장의 세기는 그림 (나)와 같이 시간에 따라 변한다. 시간이 2초인 순간과 11초인 순간에 도선에 유도되는 전류는 각각 I1과 I2 이다. 이에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은? (단, 도선은 지면과 평행하게 놓여 있다.)
ㄱ. I1 의 방향은 시계방향이다.
ㄴ. 6초인 순간에 전류는 흐르지 않는다.
ㄷ. I2 의 크기는 0.25A이다.
1
ㄱ
2
ㄴ
3
ㄱ, ㄷ
4
ㄴ, ㄷ
5
ㄱ, ㄴ, ㄷ
해설
6초에는 전류가 흐르지 않고 11초의 유도전류 크기가 0.25 A라는 설명이 옳으며, 2초일 때 유도전류는 시계방향이 아니라 반시계방향이다.
그래프에서 자기장의 세기는 0~4초에 0에서 10 T까지 커지고, 4~10초에는 10 T로 일정하며, 10~12초에 다시 0으로 줄어든다. 2초인 순간에는 지면으로 들어가는 자속이 증가하므로 렌츠 법칙에 따라 도선에는 이를 방해하도록 지면에서 나오는 자기장을 만드는 반시계방향의 전류가 흐른다.
- 6초인 순간은 자기장이 10 T로 일정해 자속 변화가 없으므로 유도 기전력도 전류도 생기지 않는다.
- 11초인 순간은 자기장이 2초 동안 10 T에서 0으로 줄어드는 구간에 있어 변화율이 5 T/s이다.
도선의 면적 = 0.5 m × 0.5 m = 0.25 m2
유도 기전력 = 0.25 m2 × 5 T/s = 1.25 V
유도 전류 = 1.25 V ÷ 5 Ω = 0.25 A
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