자계 내에서 운동하는 대전입자의 작용에 대한 설명으로 틀린 것은? | [전기산업기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 15년 2회차

자계 내에서 운동하는 대전입자의 작용에 대한 설명으로 틀린 것은?

대전입자의 운동방향으로 작용하므로 입자의 속도의 크기는 변하지 않는다.

가속도 벡터는 항상 속도 벡터와 직각이므로 입자의 운동 에너지도 변화하지 않는다.

정상 자계는 운동하고 있는 대전입자에 에너지를 줄 수가 없다.

자계 내 대전입자를 임의 방향의 운동 속도로 투입하면 cosθ에 비례한다.

해설

자계 내에서 운동하는 대전입자에 작용하는 로렌츠 힘은 $\vec{F} = q\vec{v}\times\vec{B}$ 로, 그 크기는 속도와 자계 사이의 각을 θ라 할 때 $F = qvB\sin\theta$ 이다.

이 힘은 항상 속도 벡터에 수직으로 작용하므로 입자의 속력(운동 에너지)을 변화시키지 못하며, 정상 자계가 입자에 일을 하지 않는다는 것도 여기서 비롯된다.

따라서 힘의 크기는 sinθ에 비례하는 것이 옳은 관계이며, cosθ에 비례한다는 설명은 자계 내 대전입자에 작용하는 힘의 관계와 맞지 않는다.

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