자계 및 자위

전기기사 필기 2006년 1회 1번

자계 내에서 자기 쌍극자(막대 자석)를 회전시킬 때 필요한 일은 $W = MH(1 - \cos\theta)$ 공식을 사용하여 구합니다. 여기서 $M$은 자기모멘트, $H$는 자계의 세기, $\theta$는 회전 각도입니다.

Q문제

자기모멘트

9.8 \times 1 0^{- 5} [W b \cdot m]

의 막대 자석을 지구자계의 수평성분

10.5 [A T / m]

의 곳에서 지자기자오면으로부터

9 0^{\circ}

회전시키는데 필요한 일은 몇

[J]

인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

9.3 \times 1 0^{- 5}

계산 과정에서 자계의 세기나 자기모멘트 값을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

9.8 \times 1 0^{- 3}

자계의 세기를 곱하지 않고 자기모멘트 값의 자릿수만 잘못 변경한 오답입니다.

1.03 \times 1 0^{- 5}

계산 결과의 지수 자릿수를

1 0^{- 3}

이 아닌

1 0^{- 5}

로 잘못 표기한 오답입니다.

1.03 \times 1 0^{- 3}

자계 내에서 자기 쌍극자를 회전시킬 때 필요한 일은

1.03 \times 1 0^{- 3} [J]

입니다.

•

Step 1: 자계 내에서 자기 쌍극자를 회전시킬 때 필요한 일의 공식을 확인합니다. 공식은

W = M H (1 - cos θ)

입니다.

•

Step 2: 주어진 값을 공식에 대입합니다. 자기모멘트

M = 9.8 \times 1 0^{- 5} [W b \cdot m]

, 자계의 세기

H = 10.5 [A T / m]

, 회전 각도

θ = 9 0^{\circ}

입니다.

•

Step 3: 계산을 수행합니다.

W = 9.8 \times 1 0^{- 5} \times 10.5 \times (1 - cos 9 0^{\circ}) = 102.9 \times 1 0^{- 5} \times (1 - 0) = 1.029 \times 1 0^{- 3} \approx 1.03 \times 1 0^{- 3} [J]

이 됩니다.

자계 내에서 막대 자석을 회전시킬 때 필요한 일은 어떻게 구하나요?

자계 내에서 자기 쌍극자(막대 자석)를 회전시킬 때 필요한 일은

W = M H (1 - cos θ)

공식을 사용하여 구합니다. 여기서

M

은 자기모멘트,

H

는 자계의 세기,

θ

는 회전 각도입니다.

문제에서 언급된 지자기자오면이란 무엇인가요?

지자기자오면은 지구 자기장의 방향을 포함하는 수직 평면을 의미합니다. 문제에서 지자기자오면으로부터 회전시킨다는 것은 자계의 방향(

0^{\circ}

)을 기준으로 회전시킨다는 뜻입니다.