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1[9급 지방직 고졸경채 물리] 25년 1회차

그림은 무한히 긴 직선 도선 P, Q가  $y$ 축과 나란한 방향으로 각각  $x=0$ ,  $x=4r$ 에 고정되어 있는 모습을 나타낸 것이다. P에는 세기가  $I$ 인 전류가  $+y$ 방향으로 흐르며, Q에는 세기가  $3I$ 인 전류가  $-y$ 방향으로 흐른다.  $x$ 축상의  $x=r$ ,  $x=5r$ 에서 P와 Q에 흐르는 전류에 의한 자기장의 세기를 각각  $B_1$ ,  $B_2$ 라고 할 때,  $\dfrac{B_2}{B_1}$ 는?

 $\dfrac{7}{5}$

 $\dfrac{9}{5}$

 $\dfrac{11}{5}$

해설

두 지점에서 각 전류가 만드는 자기장의 방향을 따져 더하거나 빼면  $\mathrm{B_2}$ / $\mathrm{B_1}$  = 7/5이다.
직선 전류의 자기장  $B=k\dfrac{I}{d}$ . x=r에서는 두 도선 사이에 있고 전류 방향이 반대이므로 두 자기장이 같은 방향이다.
 $B_1=k\dfrac{I}{r}+k\dfrac{3I}{3r}=2k\dfrac{I}{r}$ 
x=5r에서는 두 도선의 바깥쪽이라 두 자기장이 반대 방향이다.
 $B_2=k\dfrac{3I}{r}-k\dfrac{I}{5r}=\dfrac{14}{5}k\dfrac{I}{r}$ 
 $\dfrac{B_2}{B_1}=\dfrac{14/5}{2}=\dfrac{7}{5}$

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