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1[전기기사 필기] 16년 2회차

자기 모멘트 9.8×10^-5[Wb ㆍ m]의 막대자석을 지구자계의 수평성분 10.5[AT/m]인 곳에서 지자기 자오면으로부터 90° 회전시키는데 필요한 일은 약 몇 [J]인가?

1.03 × 10^-3

1.03 × 10^-5

9.03 × 10^-3

9.03 × 10^-5

해설

자기 모멘트  $M$ 인 막대자석이 자계  $H$  속에서 자계 방향과  $\theta$ 만큼 기울어져 있을 때의 토크는  $T=MH\sin\theta$ 이므로, 자오면( $\theta=0$ )에서 각  $\theta$ 까지 회전시키는 일은
 $W=\displaystyle\int_0^{\theta}MH\sin\theta\,d\theta=MH(1-\cos\theta)$ 
여기서  $M=9.8\times10^{-5}$  Wb·m,  $H=10.5$  AT/m,  $\theta=90^\circ$ 이므로  $1-\cos 90^\circ=1$ 이다.
 $W=9.8\times10^{-5}\times10.5\times1=1.029\times10^{-3}$ 
따라서 필요한 일은 약  $1.03\times10^{-3}$  J이다.

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