2008년05월11일 4번

[전기자기학]
자극의세기가 8×10^-⁶Wb, 길이가 3[㎝]인 막대자석을 120[AT/m]의 평등 자계 내에 자력선과 30º의 각도로 놓으면 이 막대자석이 받는 회전력은 몇 [N·m]인가?

① 1.44×10-4[N·m]
② 1.44×10-5[N·m]
③ 3.02×10-4[N·m]
④ 3.02×10-5[N·m]

(정답률: 76%)

문제 해설

회전력은 자기장과 자석의 자계가 이루는 각도와 자석의 자기모멘트에 비례하며, 자기장의 세기와 자석의 자계에도 비례한다. 따라서 회전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

회전력 = 자기장 세기 × 자석의 자기모멘트 × sinθ

여기서 자석의 자기모멘트는 자극의세기와 자석의 길이에 비례하므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

자석의 자기모멘트 = 자극의세기 × 길이

따라서 회전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

회전력 = 자기장 세기 × 자극의세기 × 길이 × sinθ

여기에 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

회전력 = 120 [AT/m] × 8×10^-6 [Wb] × 0.03 [m] × sin30º
= 1.44×10^-5 [N·m]

따라서 정답은 "1.44×10^-5[N·m]"이다.

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