일반물리학 연습문제 풀이 (18장) - by 송현석 1. 전형적인 비디오 전시용 단자의 전자선속(electron beam) 내의 전류는 이다. 매초마다 몇 개의 전자가 스크린(영상막)을 때리겠는가? × ⇒ × ⇒ × × × × × 개 전자의 개수 × 2. 매 입방센티미터당 × 개의 2가로 대전된 양이온이 × 의 속력을 가지고 모두 북쪽으로 운동하고 있다. (a) 전류밀도 의 크기와 방향은 무엇인가? × 개 × × × × × × 부호는 전류밀도의 방향이 양이온의 운동방향과 같다는 의미 (b) 이 이온 선속내의 총 전류 를 계산할 수 있는가? 못한다면, 그 이유는 무엇인가? ⇒ × 개 × × × × × × × × 부호는 전류의 방향이 양이온의 운동방향과 같다는 의미 3. 지름이 인 구리 도선 내에 작으나 측정이 가능한 × 의 전류가 흐른다. 전자의 유동속력을 구하여라. × 개 × × ≈ × 개 × × × × × × × × × 개 × × × × ≈ × 일반물리학 연습문제 풀이 (18장) - by 송현석 4. 강철로 된 전차 궤도의 단면적이 이다. 길이가 마일(miles)인 단일 궤도의 저항 은 얼마인가? 강철의 비저항은 × ⋅이다. ( ) × × ≈ × × × × ⋅ × × × ≈ × 5. 지름이 이고, 길이가 이고 또, 저항이 인 도체 도선이 있다. 이 물질의 비저항은 얼마인가? ⇒ × × × × × ≈ × ⋅ 6. 길이가 , 지름이 인 9개의 구리 도선을 병렬로 연결하여 저항이 인 단일의 합성도체 를 형성했다. 저항이 동일하고 길이가 인 한 개의 구리 도선을 만들려면 이 도선의 지름 는 얼마이어야 하는가? ′ ′ ′ ⇒ ⇒ 일반물리학 연습문제 풀이 (18장) - by 송현석 7. (a) 구리 도체의 저항이 어떤 온도에서 ℃ 에서의 구리의 저항의 2배가 되는가? ℃에서 구리의 비저항은 × ⋅ ℃에서 구리의 온도계수는 × ℃에서 구리의 저항 × ⋅ × × ℃ ℃ × ⋅ ℃에서 구리의 저항의 배가 되는 온도 × ⋅ × × ℃ × × ⋅ ⇒ × ⋅ × ℃ × × ⋅ ⇒ × ⋅ ℃ × × ⋅ × × ⇒ ℃ × × ⋅ × × × ⋅ ≈ ℃ ≈ ℃ ℃ ℃ ≈ ℃ (b) 모양이나 크기에 상관없이 모든 구리 도체에 대해 이 같은 온도가 성립하는가? 9. 도체를 따라서 전하가 흐른다. 수평도관을 따라서 물이 흐른다. 그리고 평판을 통해 열이 전도되는 세 가지의 현상 사이에서 유사성과 차이점을 표로 만들어 적어라. 흐름의 원인이 되는 양은 무엇이며, 흐름을 방해하는 원인은 무엇인가? 또 어떤 입자가 (있다면) 참여하는지, 또 이 흐름을 측정할 수 있는 단위 등을 고려하여라. 일반물리학 연습문제 풀이 (18장) - by 송현석 8. 정도의 작은 전류를 심장 근처로 통과시키면 인간은 죽게 된다. 땀으로 흠뻑 젖은 두 손으로 일하는 전기기사는 붙잡고 있는 두 도체와 전기 접촉을 잘 하게 된다. 그 기사의 저항이 이라고 한다면 치명적인 전압은 얼마인가? ⇒ × × 10. X선관이 의 전류를 받아들이며 의 전위차에서 작동한다. 소모되는 일률은 와트( )의 단위로 얼마인가? ⇒ × × × 11. 전류가 일 때 열에너지가 저항기 내에서 의 율로 나오게 된다. 옴( )의 단위로 이 저항은 얼마인가? ⇒ ≈ 12. 선으로부터 의 공간 가열기가 작동한다. (a) 그 가열기의 고온 저항은 얼마인가? ⇒ (b) 가열선의 임의의 단면적을 통해서 전자가 흐르는 율은 얼마인가? ⇒ ⇒ ⇒ × × 전자의 흐름 율 ≈ × 개 × 일반물리학 연습문제 풀이 (18장) - by 송현석 13. 길이가 인 18번 돈선(지름 )에 의 전위차를 가해 주었다. (a) 전류 (b) 전류밀도 (c) 전기장 및 (d) 도선에 발생하는 열에너지의 율을 계산하라. ( ) × × × × × × × ≈ × ℃에서 구리의 비저항은 × ⋅ × × ⋅ × ≈ × × × × × ≈ × × ⋅ × ≈ × × ⋅ × ≈ × × × × ≈ × × ⋅ × 14. 비저항이 × ⋅의 재료로 만들어진 길이 이고 반지름이 인 도선의 저항은 얼마인가? 또 도선 양 끝이 의 전원이 연결된다면 이때 와 와 의 값은 얼마인가? × ⋅ × ≈ × × × × × × ≈ × ⋅ × ≈ × × ⋅ × 일반물리학 연습문제 풀이 (18장) - by 송현석 15. 길이 인 구리선의 전기저항은 이다. 이 도선을 똑같이 두 조각으로 절단하였다. 이 조각들을 점 P와 점 Q 사이에 서로 평행하게 연결하였다. 길이로 된 새 도선의 점 P와 점 Q 사이의 전기저항은 얼마인가? 16. 한 전구가 실내온도(℃ )에서 꺼져있을 때의 전기저항은 이고, 켜 있을 때의 전기 저항은 인 텅스텐 필라멘트를 가지고 있다. 식 (18-20)을 이용하여 켜 있을 때의 온 도를 구하라. 단 비저항의 온도계수 는 ℃ 에서 × ℃ 이다. ℃ ℃ × ℃ × ℃ ⇒ × ℃ × ℃ ℃ × ℃ × ⇒ ℃ × ℃ × ℃ ⇒ × ℃ × ℃ ⇒ × ℃ × ℃ ⇒ × ℃ × × ℃ × ℃ ⇒ × ℃ × × ℃ × ℃ ⇒ ℃ × ℃ ≈ ℃ ℃ ℃ 일반물리학 연습문제 풀이 (18장) - by 송현석 17. 의 에너지 절약 전등은 의 재래식 전등과 같은 밝기를 내도록 만들어졌다. 이 에너지 절약 전등을 시간 사용할 때 얼마의 비용이 절약되는가? 전기에너지 사용요금은 당 원이다. ⇒ × ⇒ × 원 × 원 18. 어느 구리 도선이 의 길이와 의 지름을 가지고 있으며, ℃ 에서 저항 이 이다. 이 온도에서 비저항은 얼마인가? ⇒ × × × × ≈ × ⋅ 19. 의 전하가 전원으로부터 의 전구를 통하여 매초 흐른다. 이 전원에 의해서 매 초당 행해지는 일의 양은 얼마인가? ⇒ ⇒ ⇒ × × × ⇒ × 20. 의 전원에서 분 동안 의 전류가 전기다리미를 흘렀다면 얼마만큼의 열이 발생했는가? ⇒ × × ×