DAY09 전자기 유도

오늘의 수능패턴 18 관이나 원형 도선에서의 전자기 유도

09	01	2017학년도 9월 평가원 14번

다음은 휴대 전화를 무선 충전하는 원리에 대한 설명이다.

• 무선 충전기에서 시간에 따라 크기와 방향이 변하는 자기장이 발생하면, ㉠휴대 전화 내부 코일에 유도 전류가 흘러 휴대 전화가 충전된다.

• 그림과 같이 어느 순간 무선 충전기에서 발생한 자기장이 윗방향이고 자기 선속이 증가하고 있으면, 휴대 전화 내부 코일에 흐르는 유도 전류의 방향은 (가) 이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. ㉠에는 유도 기전력이 발생한다. ㄴ. (가)는 b방향이다. ㄷ. 휴대 전화 무선 충전은 전자기 유도 현상을 이용한다.

① ㄱ     ② ㄴ     ③ ㄷ    ④ ㄱ, ㄷ     ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ④

09	02	EBS연계 2016학년도 9월 평가원 15번

그림과 같이 수평면에서 연직 방향으로 쏘아 올린 자석이 고정된 코일의 중심축을 따라 최고점에 도달한 후 낙하한다. a, b는 코일과 최고점 중간의 동일한 위치에서 자석이 위로 올라갈 때와 아래로 내려올 때를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자석은 회전하지 않고, 크기는 무시한다.) (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 코일이 자석에 작용하는 자기력의 방향은 a와 b가 서로 반대 이다. ㄴ. 저항에 흐르는 전류의 방향은 a와 b가 서로 같다. ㄷ. 저항에 흐르는 전류의 세기는 자석이 최고점에 있을 때 최대 이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ①

09	03	EBS연계 2016학년도 6월 평가원 13번

그림과 같이 막대자석이 금속 고리의 중심축을 따라 고리를 통과하여 낙하한다. 점 p, q는 중심축 상의 지점이다. 막대자석이 q를 지나는 순간 고리에 유도되는 전류의 방향은 ⓐ이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 막대자석의 크기는 무시한다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 막대자석의 윗면은 S극이다. ㄴ. 막대자석이 p를 지나는 순간, 고리에 유도되는 전류의 방향은 ⓐ와 반대이다. ㄷ. 막대자석이 q를 지나는 순간, 막대자석과 고리 사이에는 서로 당기는 힘이 작용한다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ④

09	04	2016학년도 4월 교육청 14번

그림은 철수가 자석을 실에 매달아 고정된 원형 도선의 중심축을 따라 일정한 속력으로 올리는 모습을 나타낸 것이다. 점 a, b, c는 중심축 상의 지점이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자석의 크기는 무시한다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 원형 도선에 흐르는 유도 전류의 세기는 자석이 a를 지날 때와 b를 지날 때가 같다. ㄴ. 원형 도선에 흐르는 유도 전류의 방향은 자석이 b를 지날 때 와 c를 지날 때가 서로 반대이다 ㄷ. 자석이 c를 지날 때, 실이 자석을 당기는 힘의 크기는 자석에 작용하는 중력의 크기보다 크다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

09	05	2016학년도 3월 교육청 14번

그림 (가)와 같이 자기화되어 있지 않은 강자성체 막대를 솔레노이드에 넣고 전류를 흘려주었다. 그림 (나)는 (가)에서 자기화된 막대를 꺼내 빗면 상의 p점에 가만히 놓았을 때 막대가 마찰이 없는 레일을 따라 금속 고리를 통과하는 모습을 나타낸 것이다. q는 p와 높이가 같은 점이다.

(가)                      (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 모든 마찰과 공기 저항, 막대의 크기는 무시한다.) (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 자기화된 막대의 A쪽이 N극이다. ㄴ. 막대가 고리에 가까이 가는 동안 고리에 흐르는 전류의 방향은 a이다. ㄷ. 고리를 통과한 막대는 q점에 도달한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ②

09	06	EBS연계 2015학년도 수능 3번

그림은 빗면을 따라 내려온 자석이 마찰이 없고 수평인 직선 레일을 따라 솔레노이드를 통과하는 것을 나타낸 것이다. a, b는 고정된 솔레노이드의 중심에서 같은 거리만큼 떨어진 중심축 상의 점이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자석의 크기는 무시한다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 저항에 흐르는 유도 전류의 방향은 자석이 a를 지날 때와 b를 지날 때가 서로 같다. ㄴ. 저항에 흐르는 유도 전류의 세기는 자석이 a를 지날 때가 b를 지날 때보다 크다. ㄷ. 솔레노이드에 의해 자석이 받는 자기력의 방향은 자석이 a를 지날 때와 b를 지날 때가 서로 반대 방향이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

09	07	2015학년도 7월 교육청 11번

그림은 지표면에 고정된 금속 고리 에 막대자석을 가까이 하는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자석은 금속 고리의 중심축 상에서 운동한다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 금속 고리에 유도되는 전류의 방향은 a이다. ㄴ. 금속 고리와 자석 사이에는 인력이 작용한다. ㄷ. 자석을 더 빠르게 움직이면 유도 전류의 세기는 증가한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ④

09	08	2014학년도 10월 교육청 8번

그림은 자석 위에서 y축을 따라 금속 고리를 운동시키는 모습을, 그래프는 고리의 위치 y를 시간에 따라 나타낸 것이다.

고리에 흐르는 유도 전류에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 7초일 때 전류가 흐르지 않는다. ㄴ. 전류의 세기는 3초일 때와 9초일 때가 같다. ㄷ. 전류의 방향은 3초일 때와 9초일 때가 서로 반대이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

09	09	EBS연계 2014학년도 9월 평가원 11번

그림은 연직으로 세워진 플라스틱 관에 동일한 원형 고리 도선 A, B를 고정하고 관의 입구에 자석을 가만히 놓았을 때, 자석이 관을 통과하여 낙하하는 모습을 나타낸 것이다. 점 P, Q, R는 중심축 상의 지점이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B 사이의 상호 작용은 무시한다.) (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 자석의 중심이 P를 지나는 순간, 유도 전류의 세기는 A가 B보다 크다. ㄴ. 자석의 중심이 Q를 지나는 순간, 유도 전류의 방향은 A와 B가 같다. ㄷ. 자석의 중심이 R를 지나는 순간, 자석의 가속도의 크기는 중력 가속도의 크기보다 작다.

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ④

09	10	EBS연계 2014학년도 6월 평가원 10번

그림 (가)는 막대자석이 2v의 일정한 속력으로 중심축을 따라 원형 도선에 가까워지는 모습을, (나)는 (가)에서 극의 방향을 반대로 한 막대자석이 v의 일정한 속력으로 중심축을 따라 원형 도선에서 멀어지는 모습을 나타낸 것이다.

원형 도선에서 일어나는 현상에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. (가)에서 막대자석에 의해 원형 도선을 통과하는 자기 선속(자기력선속)은 증가한다. ㄴ. 유도 전류의 방향은 (가)에서와 (나)에서가 같다. ㄷ. (가)와 (나)에서 막대자석이 원형 도선의 중심 O에서 같은 거 리에 있는 점을 지날 때 유도 전류의 세기는 같다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

09	11	2014학년도 4월 교육청 9번

그림과 같이 자석이 낙하하여 코일이 감긴 유리관 속을 통과하였다. 자석이 코일을 통과할 때, 코일에 연결된 각각의 전구에 불이 켜졌다. 점 a, b, c는 자석이 낙하하는 경로 상에 있다.

a, b, c에서 자석의 역학적 에너지를 각각 [eqn: E _{a} ,E _{b} ,`E _{c}]라고 할 때, [eqn: E _{a} ,E _{b} ,`E _{c}]를 옳게 비교한 것은? (2점)

① [eqn: E _{a} >E _{b} >`E _{c}]② [eqn: E _{a} >E _{b} =`E _{c}] ③ [eqn: E _{b} >E _{a} >`E _{c}]

④ [eqn: E _{b} >E _{a} =`E _{c}]  ⑤ [eqn: E _{c} >E _{b} >`E _{a}]

정답 ①

09	12	2014학년도 3월 교육청 19번

그림은 구리 관과 연결된 플라스틱 관 속으로 자석을 낙하시키는 순간의 모습을 나타낸 것이다. 자석을 놓았더니 자석이 관을 통과하여 P점을 지났다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자석의 크기는 무시한다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 자석이 플라스틱 관을 지날 때 구리 관과 자석 사이에 인력이 작용한다. ㄴ. 자석이 구리 관을 지날 때 구리 관에 유도 전류가 흐른다. ㄷ. 자석이 P를 지날 때 구리 관과 자석 사이에 척력이 작용한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ②

오늘의 수능패턴 19 자기장 영역에서의 전자기 유도

09	13	EBS연계 2017학년도 수능 11번

그림 (가)는 사각형 금속 고리가 균일한 자기장 영역 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ을 향해 +x 방향으로 운동하는 것을 나타낸 것이고, (나)는 고리가 등속도로 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ을 완전히 통과할 때까지 고리에 유도되는 전류를 고리의 위치에 따라 나타낸 것이다. Ⅰ에서 자기장의 세기는 B이고, 고리에 시계 방향으로 흐르는 유도 전류를 양(+)으로 표시한다.

영역 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ의 자기장으로 가장 적절한 것은? (단, ×는 종이면에서 수직으로 나오는 방향을, ⊙는 종이면에 수직으로 들어가는 방향을 의미한다.) (3점)

정답 ②

09	14	2017학년도 6월 평가원 17번

그림과 같이 정사각형 금속 고리 P가 1 cm/s의 속력으로 x축에 나란하게 등속도 운동하여 자기장 영역 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ을 통과한다. t=0일 때, P의 중심의 위치는 x=0이다. Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ에서 자기장의 세기는 각각 B0, 2B0, B0으로 균일하다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. t=5초일 때, P에 흐르는 유도 전류의 방향은 시계 방향이다. ㄴ. t=13초일 때, P에 흐르는 유도 전류는 0이다. ㄷ. P 에 흐르는 유도 전류의 세기는 t=10초일 때가 t=15초일 때보다 작다.

① ㄱ    ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ④

09	15	EBS연계 2016학년도 수능 10번

그림은 균일한 자기장 속에 놓인 직사각형 도선이 자기장의 방향에 수직인 회전축을 중심으로 회전하는 모습을 나타낸 것이다. 자기장의 방향과 도선이 이루는 면 사이의 각은 [eqn: theta]이고, 점 a, b, c는 도선에 고정된 점이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 도선이 이루는 면을 통과하는 자기 선속은 [eqn: theta]=0°일 때 최대이다. ㄴ. [eqn: theta]=45°일 때, 도선에는 유도 전류가 a→b→c 방향으로 흐른다. ㄷ. [eqn: theta]가 180°를 지나면서 b와 c 사이에 흐르는 유도 전류의 방향이 바뀐다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

09	16	2016학년도 7월 교육청 11번

그림은 종이면에 수직인 방향으로 각각 균일한 자기장이 형성된 영역 Ⅰ, Ⅱ를 한 변의 길이가 l인 정사각형 도선이 +x 방향으로 일정한 속력으로 통과하는 모습을 나타낸 것이다. Ⅰ에서 자기장의 세기는 B0이다. 표는 도선의 p점의 위치 x에 따른 도선에 흐르는 전류의 세기와 방향을 나타낸 것이다.

위치	전류의 세기	전류의 방향
[eqn: x=0.5l]	[eqn: I _{0}]	시계방향
[eqn: x=1.5l]	[eqn: 2I _{0}]	반시계 방향

Ⅱ에서의 자기장의 방향과 세기를 옳게 나타낸 것은? (3점)

자기장의 방향	자기장의 세기

① 종이면에 들어가는 방향	B0

② 종이면에 들어가는 방향	2B0

③ 종이면에 들어가는 방향	3B0

④ 종이면에서 나오는 방향	B0

⑤ 종이면에서 나오는 방향	2B0

정답 ①

09	17	2015학년도 10월 교육청 12번

그림과 같이 종이면에 수직으로 들어가는 방향의 균일한 자기장 영역에서 평행한 두 도선과 발광 다이오드(LED)를 연결한 후, 도선 위에 올려놓은 도체 막대를 오른쪽 방향으로 등속 운동시켰더니 LED에 불이 켜졌다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 도선의 저항은 무시한다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 막대에서 전류가 흐르는 방향은 ⓐ이다. ㄴ. 막대가 도선 위에서 운동하는 동안 LED에 걸리는 전압은 일정하다. ㄷ. 막대의 운동 방향만을 왼쪽으로 바꾸면 LED는 켜지지 않는다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

09	18	2015학년도 6월 평가원 10번

그림과 같이 균일한 자기장 영역에 놓인 금속선의 양 끝을 일정한 속력으로 당겨 원형 부분 P의 반지름을 일정하게 감소시키고 있다. 자기장의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이다.

P에 유도되는 기전력의 크기와 전류의 방향은? (단, 금속선을 당기는 동안 금속선은 종이면에 놓여 있다.) (2점)

기전력의 크기 전류 방향     기전력의 크기 전류 방향

①   감소한다      ⓐ	② 감소한다       ⓑ

③   일정하다      ⓐ	④ 일정하다       ⓑ

⑤   증가한다      ⓐ

정답 ②