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자기장 관련 수능기출문제 한번 풀어BoA요~ 매년 한문제입니다. 한해도 거른적이 없습니다.
문제는 평이합니다. 뒤집어 말하면 틀리면 뼈가 쓰리다는것이죠. 풀어보면 뭔가 공통점이 발견될겁니다.
출발~ 문제 밑에 -ska의 풀이- 클릭하시면 해설 및 정답을 확인하실 수 있어요.
2005년 물리1 9번문제
원형도선 내부를 흐르는 자기장의 세기를 구하는 문제입니다. 오른나사 법칙과 자기장의 공식중에 두번째 공식을 사용하는 것이겠네요. 친절하게도 상수 k'도 문제에 주어졌습니다.
원형도선 중심의 자기장의 세기는 다음 식으로 계산됩니다.
하나하나 차분히 계산해서 싹 더하면 됩니다.
i) 반지름 d인 도선이 만들어내는 자기장의 세기(+방향)
ii) 반지름 2d인 도선이 만들어내는 자기장의 세기(-방향)
iii) 반지름 3d인 도선이 만들어내는 자기장의 세기(+방향)
iv) 중심에서의 전체 자기장의 세기
정답은 4번이네요.
2006년 물리1 12번 문제
2005년도 문제와 동일한 요령으로 풀어서 대입하면 풀리겠네요. 요런 문제를 풀 때 이성을 잃지 않는것이 중요합니다.
정신줄을 놓치면 헷갈립니다.
일단 P의 자기장의 세기가 B라고 했으니 이것부터 계산해봅시다. 자기장의 방향은 화면에서 나오는 방향을 (+)라고 합시다.
i) (가)에서 반지름이 2a이고 전류의 세기가 I이므로
방향은 (+)입니다
ii) (나)에서의 자기장의 세기를 구해봅시다.
우선 반지름 a인 자기장의 세기는,
방향은 (-)입니다.
반지름 2a인 자기장의 세기는,
방향은 (+)입니다.
두개의 자기장을 더해주면,
(나)의 중심에서의 자기장의 세기는 (가)의 중심에서 자기장의 세기와 크기는 같고 방향은 반대이군요.
(-)부호이니까 화면을 뚫고 들어가는 방향이겠습니다.
정답은 2번이네요.
2007년 물리1 7번문제
문제의 해석이 중요한 문제이군요, 우선 상황은 이렇습니다. A와 B두 도선이 놓여있고 자기장을 만들어내는데 합성된 자기장의 세기가 0이라는 걸 우선 풀어야합니다.
P점은 왼쪽 도선에서 보면 오른쪽에 위치하고, 오른쪽 도선에서 보면 왼쪽에 위치하므로 두개의 도선이 만들어내는 자기장의 방향이 반대이므로 자기장이 서로 상쇄됩니다. 위의 계산식을 따라풀어보면, b가 a의 3배거리에 있다는 것을 알 수 있군요.
두 도선의 간격이 4a 라는것을 알게되면 이 문제는 쉽게 해결됩니다.
전류의 세기가 1:3 이기 때문에 자기장의 세기가 0이 되는 지점은 전체거리를 1:3으로 내분하는 점이거든요.
8m늘렸으니까 원래 P점에서 2m 떨어진 지점이 새로운 자기장의 세기가 0인 지점이 될겁니다.
무식하게 한번 풀어볼까요?
이제 오른쪽 도선을 오른쪽으로 8m 옮기면,
새로운 자기장이 0이되는 지점은 원래 거리 a보다 2m 오른쪽으로 이동하는 군요.
정답은 2번입니다.
2008년 물리1 9번문제
코일이라고 거창하게 써놨지만 결국에 전류의 방향은 (+)에서 (-)방향으로 흐르는것이고 플레밍의 왼손법칙을 쓰면 간단하게 해결될 문제입니다
(나) 전원을 켜게되면 왼손법칙에 의해(따라해보세요!!!) 코일은 말굽자석 안쪽으로 힘을 받습니다. (+)
(다) 자석의 극을 바꾸게 되면 자기장의 방향이 바뀌면서 코일은 말굽자석의 바깥쪽으로 힘을 받습니다. (-)
(라) 집게의 위치를 바꾸게 되면 전류의 방향이 바뀌므로 코일은 말굽자석의 바깥쪽으로 힘을 받습니다. (-)
(마) 가변저항기의 저항을 바꾸게 되면 전류의 세기에 변화가 생기므로 코일이 기우는 정도만 달라지고 방향에는 변화가 없습니다.
정답은 4번
2008년 물리 10번문제
처음에 Y도선의 전류의 세기와 방향을 모르기 때문에 조건을 준 것부터 문제를 풀어야 합니다.
처음조건에서 p에서의 자기장의 세기가 0이라고 했습니다.
자기장의 방향은 화면에서 나오는 쪽을 (+)라고
i) X도선에 흐르는 전류의 세기를 I라고 하고 모눈 한칸의 크기를 1이라고 하면, x도선에 의한 p점의 자기장의 세기는,
이고 방향은 (+)입니다.
ii) Y도선이 p점에 발생하는 자기장의 세기는 X도선이 발생하는 자기장의 세기와 같고 방향이 반대여야하므로,
전류의 방향은 위쪽(↑)이고, 전류의 세기는I입니다.
이제 처음 조건을 구했으니, Y의 전류 방향을 반대로 하고 세기를 2배로 해주면,
Y도선은 2,3 사분면에는 (-)방향 1,4 사분면에는 (+)방향의 자기장을 생성합니다.
X도선은 1,2 사분면에는 (+)방향 3,4 사분면에는 (-)방향의 자기장을 생성합니다.
둘을 합성해서 자기장의 세기가 0이 나와야 하므로
1,3 사분면은 정답에서 제외시킵니다. (p, c out!)
그리고 Y도선이 전류의 세기가 X도선보다 2배 강하므로 거리는 2배 더 멀리 떨어져야 자기장의 세기가 같아집니다.
정답은 d 4번이겠군요.
2009년 물리1 9번문제
저항은 비저항과 길이에 비례하고, 단면적에 반비례합니다.
금속막대 a의 저항을 구하면,
금속막대 b의 저항을 구하면,
직렬연결에서 전류는 저항에 반비례하므로,
(가) 저항은 a가 b보다 크군요 (O)
(나) 자기장의 방향은 오른나사의 법칙에 의해 종이를 뚫고들어가는 방향입니다. (X)
(다) 자기장의 세기는 전류에 비례하므로, b를 연결했을 때가 a를 연결했을 때보다 크겠군용 (O)
정답은 3번입니다
2010년 물리1 11번 문제
A에는 세기의 전류가 위쪽(↑)으로 흐른다고 하였으니 원점에는 뚫고들어가는 방향(-)의 자기장을 만들겠습니다.
그리고 2d인 지점에도 뚫고 들어가는 방향(-)의 자기장을 만들겠네요.
B에서 전류의 세기와 방향은 모르니까 그냥(↑)방향으로 문제를 풀어봅시다. 전류의 부호가 (-)가 나오면 전류의 방향이 아랫쪽이겠지요.
전류의 부호가 +가 나오는걸보니 처음 가정이 맞았나봅니다.
정답은 1번이군요
2011년 물리1 5번문제
이 실험에서 나침반의 방향이 북쪽으로 향하도록 일치시키는 이유는 나침반은 북쪽을 향하기 때문에 실험장치들을 북쪽으로 일치시켜놔야지만 나침반이 회전한 각도를 이용해서 자기장의 세기를 비교하기 쉽기 때문입니다.
철수 : (나)에서 북동쪽으로 나침반이 움직이기 위에서는 자기장은 동쪽으로 빠져나와야합니다. 오른나사법칙을 쓰면 전류는 집게 a에서 b로 흘러야 하군요. 동쪽에서 봤을때는 반시계방향으로 돌고있네요. (X)
영희 : 저항을 감소시키면 전류가 증가하게되고 동쪽방향으로의 자기력이 더 강해집니다. 각도는 더 커지겠네요 (O)
민수 : 전류의 방향을 반대로 하면 자기장의 방향도 반대가 되고 자기장의 방향은 서쪽을 향하겠네요. (O)
정답은 4번입니다.
2012년 물리1 13번문제
뭔가 새로워보이지만 열어보면 별거아닌문제입니다.
ㄱ. P점에서 X도선은 들어가는 방향의 자기장(-), Y도선은 나오는 방향(-)의 자기장을 만들어내고 있습니다.(O)
ㄴ. 원형도선에 의한 자기장의 방향은 오른나사법칙을 쓰면 종이로 들어가는 방향입니다. (X)
ㄷ. 현재 P점에서 X도선에 의한 자기장과 Y도선에 의한 자기장은 크기가 같고 방향이 반대인 상태이므로 서로 상쇄되고 있습니다. 결국 P점에서의 자기장의 세기는 원형도선에 흐르는 전류에만 의지합니다.
원형도선 중심에서의 자기장의 세기는,
이므로, 전류의 세기가 2배가 되면 자기장의 세기도 2배가 되는군요. (O)
정답은 4번입니다.
솔레노이드 문제는 한문제도 안나왔었군요. ㅎㅎ 유형이 좀 보이시나요?
수능문제 몇년치 풀어보면 푸는 요령이 몸에 익으실겁니다. 전부 화이팅~
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