과 목 명 2023학년도 2학기 기말고사(기계) 시험일시 2023. 12. 20 일반 물리학 2 [단답형] 각 문제당 5 점 (수치로 계산되는 모든 문제는 배운대로 SI 단위 체 계에서 답을 쓰고 반드시 단위를 쓸 것) 1-2] 지면으로 들어가는 방향으로 균일한 자기장 이 놓여 있다. 1. +y축 방향으로 속도 v로 운동하는 양성자가 자기장에 수직 입사하면 등속원 운동 한다. 궤도 반지름 R을 구하라. 힘의 평형 학과 학년 학번 성명 [주 관식 ] 계산기는 사용하지 말고 약분까 지만 할 것, 중간과정을 필히 쓸 것 ( 없 으면 0점), 답안지가 부 족할 경 우 뒷 면을 이용 *** 1. 모 터 의 원리를 이해하여 보 자. 지면으로 들어가는 방향으로 균일한 자기장 B에 놓여 있다. (20 점) 고 면 벡터 는 +x축 방향이다. 이고리의 자기쌍극자모 멘트 ∴ c m의 정사각형이 벡터 를 구하라. 가) 5 A의 전류가 흐르고 100번 감긴 전류고리는 한 변이 10 나) 고리에 작 용하는 토 크의 크기를 구하라.(이때 B = 0.1 T이다.) 2. 1번의 양성자에 전기장을 인가시켰더니 전하의 경로가 휘어지지 않고 직선 다) 고리에 작 용하는 토 크에 의하여 고리의 면 벡터 가 자기장과 나 란히 정렬하 려고 한다. 이 회전을 통한 포텐셜 에너지 변 화 를 계산하시오. 운동을 하였다. 이때 전기장의 방향과 크기를 구하라.(힘의 평형을 고려) 라) 이제는 고리의 면 벡터 가 자기장 방향과 반대 방향이 되도록하기 위하여 : x축 양의 방향 3. 그림과 같이 간격이 d로 같은 세 개의 평행하고 긴 도선에 같은 전류 i가 부에서 제공 할 일를 계산하시오. 가) ( 3점) ∙ (2 점) 흐른다. 도선 a가 다른 두 도선에 의해 단위 길이당 받는 자기력의 크기는 얼 나) 마인가? × 외 토크 × × (3 점) × ∙ (3 점) ∴ 다) cos (3 점) 4. 그림과 같은 전류고리에 시계 방향의 전류가 흐르고 있 ∙ (2 점) 다. 점 A에 막대자석의 N극을 놓았을 때 전류고리는 어떻 라) (2 점) 게 반응하겠는가?(C는 전류고리 중심, A는 위, B는 아래) ∙ (2 점) 시계방향의 전류에 의해 A가 N극, B가 S극인 자기쌍극자 : 막대자석을 밀어 냄 5. 원통에 전기도선을 나선형으로 감아서 길이 L인 솔레노이드를 만들어 전류 I를 흘려 내부에 자기장 B를 얻었다. 길이가 같은 도선으로 솔레노이드 길이 가 2L이 되도록 느슨하게 감고 전류를 3배로 증가시키면 내부 자기장은 처음 의 몇 배가 되는가?(감긴수가 동일하다고 가정한다.) 감긴수가 일정하다 가정 ′ ′ 2. R 가) 이 다) 이 회로의 평균전력을 계산하라. (2 점) : 시계 방향 나) 기전력에 의해 그림과 같이 연결되어 있다. 여닫개가 닫힌 직 후와 오랜 시간이 경과한 후 전지에 흐르는 전류의 비 I/I 0는? (I 0 : 여닫개가 닫힌 직후, I : 시간 경과 후) t ～ 0, 유도기는 단락도선, t ～ , ′ ∞에서 도선 (1 점) 다. 축전기의 전압이 5V이고 에너지가 10 μJ일 때 a) 유도기에 걸린 전압과 b) 저장된 에너지는 얼마인가? 9. 주기적으로 강제진동하는 직렬 RLC 회로에서 기전력이 전류를 앞설 때, 저 항에 공급되는 일률을 증가시키려면 유도기의 유도용량을 어떻게 바꾸어야 하 는가? 공명에 접근하면 일률 증가 - X L 감소 – L 감소 10. 전기쌍극자 안테나에서 시간에 따라 변하는 전기장을 발생한다. 이 전기장 은 시간에 따라 변하는 자기장을 유도한다. 이를 설명하는 유도법칙은 무엇인 가? Ampere - Maxwell 법칙 11. 어떤 빛에 대한 유효(rms) 자기장 진폭(B rms )이 nT이다. 이 빛의 전 기장 진폭( E 0 )은 얼마인가? r ms × × × × 12. 비 편광 된 빛이 지니는 경로에 판 의 편광 방향은 편광판 표 시되었다. 을 통과한 후 빛의 세기는 통과전의 몇 배인가? cos 편광 편광판 쌍이 놓여 있다. 각 x축을 기 준 으로 점선으로 cos rms (3 점) (2 점) 8. LC 진동을 하는 축전기의 최대 전압이 15V이고 최대 에너지가 150 μJ이 s s (4 점) 다) 라) 공명 전기용량 C new 은 얼마인가? × (2 점) 7. 저항 R인 두 개의 동일한 저항기와 유도용량 L의 유도기가 3/8 두 = 라) 전기용량 C를 변 화 시 켜 회로에 흐르는 전류를 최대로 변 화 시키려 한다. 놓여있다. 회로에 흐르는 전류가 얼마인가? 회로에 유효전압 100 V, ω 가) × (2 점) 400 T/s 비율로 감소하는 공간에 아래 그림과 같이 회로가 = 60 m H , C = 50 μF 인 RLC 교 류 전원을 연결하였다. (20 점) 회로의 임피던스 를 계산 하시오. 30 Ω, L 나) 회로의 유효전류를 계산하라. 새 로운 6. 균일한 자기장의 방향은 지면 안으로 들어가는 방향이고 = 1000 rad/s인 (2 점) ′ ′ × (2 점) 3. 기말고사를 위하여 공부한 내용(만)을 정리해 보 시오.(+ α 점)