2004년03월07일 15번

[전기자기학]
자속밀도 0.5Wb/m²의 균일한 자계내에 길이 1m의 도선을 자계와 수직방향으로 운동시킬 때 도선에 50V의 기전력이 유기된다면 이 도선의 속도는 몇 m/s 인가?

① 10
② 25
③ 50
④ 100

(정답률: 29%)

문제 해설

도선에 유기된 기전력은 F=qvB이므로, v=F/qB이다. 여기서 F=qvB=ILB (I는 전류)이므로, v=IL/(qB)이다. 도선의 길이가 1m이고, 자속밀도가 0.5Wb/m²이므로, 자기장 B는 0.5T이다. 기전력이 50V이므로, 전류 I는 I=V/R이다. 도선의 저항 R은 알려지지 않았으므로, 일반적으로 도선의 저항은 매우 작다고 가정한다. 따라서, I는 매우 큰 값이 된다. 예를 들어, R=0.001Ω이라고 가정하면, I=50/0.001=50000A가 된다. 따라서, v=IL/(qB)=50000*1/(1.6*10^-19*0.5)=1.56*10^14 m/s가 된다. 하지만, 이 값은 상대론적인 속도이므로, 실제로는 이보다 훨씬 작은 값이 된다. 따라서, 가장 근접한 답은 "100"이다.

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