전기기사 자기력과 토크·자기쌍극자 · 2010년 2차 17번 문제와 정답

쉬운 설명

정답은 ③ ㉠ 직선, ㉡ 원 이다. 자기력은 속도와 자계에 모두 수직이어서, 평행하면 힘이 0이고 수직이면 전자를 계속 옆으로 꺾기 때문이다. 이 문제는 평등자계 속에 전자를 자계와 평행하게, 또 수직으로 넣었을 때의 궤적을 묻는다. 자계 속을 움직이는 전자는 로렌츠 힘(자기력)을 받는다. 이 힘은 전자의 속도 방향과 자계 방향 모두에 수직으로 작용한다. ㉠ 자계와 평행하게 들어가면 두 방향에 동시에 수직인 힘이 없다. 힘이 0이므로 전자는 직선으로 나아간다. ㉡ 자계와 수직으로 들어가면 힘이 속도에 늘 수직이어서 속도의 크기는 그대로이고 방향만 계속 바뀐다. 평등자계라 힘의 크기도 늘 같으므로 휘는 정도가 일정하고, 그래서 일정한 반지름의 원을 그린다. 휘는 정도가 곳곳마다 달라지는 타원은 이 경우에 나오지 않는다. 발문의 ㉠ 은 속도와 자계가 나란한 경우, ㉡ 은 서로 직각인 경우이다.