DAY08 자기장

오늘의 수능패턴 15 직선 전류에 의한 자기장

08	01	2018학년도 수능 5번

그림 (가)와 같이 무한히 긴 직선 도선 A, B가 xy평면에 수직으로 고정되어 있다. 점 p, q, r는 x축상에 있다. B에 흐르는 전류의 방향은 xy평면에 수직으로 들어가는 방향이다. p에서 전류에 의한 자기장의 방향은 -y방향이다. 그림 (나)는 A, B에 흐르는 전류를 시간에 따라 나타낸 것이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. A에 흐르는 전류의 방향은 xy평면에서 수직으로 나오는 방향이다. ㄴ. [eqn: t_{1}]일 때, 전류에 의한 자기장의 세기는 p에서가 q에서보다 작다. ㄷ. r에서 전류에 의한 자기장의 방향은 [eqn: t_{1}]일 때와 [eqn: t_{2}]일 때가 같다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

08	02	2018학년도 9월 평가원 8번

그림과 같이 무한히 긴 직선 도선 A, B가 xy평면에 고정되어 있다. A, B에는 세기가 [eqn: I]인 전류가 화살표 방향으로 흐른다. 점 p, q, r, s는 xy평면에 있다.

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

		<보 기>
	ㄱ. 전류에 의한 자기장의 세기는 p에서가 r에서보다 작다. ㄴ. 전류에 의한 자기장의 방향은 q와 r에서 서로 반대이다. ㄷ. s에서 전류에 의한 자기장의 방향은 xy평면에 수직으로 들어가는 방향이다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

08	03	EBS연계 2017학년도 수능 12번

그림과 같이 일정한 세기의 전류가 흐르고 있는 무한히 긴 두 직선 도선 A, B가 xy평면 상에 고정되어 있고, 점 P, Q, R는 x축 상에 있다. 표는 P, Q에서 A, B에 흐르는 전류에 의한 자기장의 세기와 방향을 나타낸 것이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. A에는 -y 방향으로 전류가 흐른다. ㄴ. 전류의 세기는 A에서가 B에서보다 크다. ㄷ. R에서 자기장의 방향은 P에서와 같다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

08	04	EBS연계 2017학년도 9월 평가원 9번

그림과 같이 무한히 긴 직선 도선 A, B, C가 종이면에 수직으로 고정되어 있다. A에 흐르는 전류의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이다. 점 p에서 A와 B에 흐르는 전류에 의한 자기장은 0이고, 점 q에서 A, B, C에 흐르는 전류에 의한 자기장은 0이다. p와 q는 x축 상에 있다.

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

		<보 기>
	ㄱ. 전류의 세기는 A와 B가 같다. ㄴ. 전류의 방향은 B와 C가 같다. ㄷ. A와 C에 흐르는 전류에 의한 자기장의 방향은 p와 q에서 서로 같다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ①

08	05	EBS연계 2016학년도 9월 평가원 14번

그림과 같이 무한히 가늘고 긴 평행한 직선 도선 A, B, C가 점 P, Q, R와 같은 간격 d만큼 떨어져 종이면에 고정되어 있다. A, B, C에 흐르는 전류의 세기는 I로 서로 같고, C에 흐르는 전류의 방향은 A, B에 흐르는 전류의 방향과 반대이다.

P, Q, R에서 A, B, C에 흐르는 전류에 의한 자기장의 세기를 각각 BP, BQ, BR라 할 때, BP, BQ, BR를 옳게 비교한 것은? (2점)

① BP=BQ>BR	② BP>BR>BQ

③ BQ>BP>BR	④ BR>BP=BQ

⑤ BR>BP>BQ

정답 ⑤

08	06	EBS연계 2015학년도 수능 10번

그림과 같이 전류가 흐르는 무한히 가늘고 긴 평행한 직선 도선 P, Q가 점 a, b, c와 같은 간격 d만큼 떨어져 종이면에 고정되어 있다. c에서 전류에 의한 자기장은 0이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. 전류의 방향은 P에서와 Q에서가 서로 반대 방향이다. ㄴ. 전류의 세기는 P에서가 Q에서보다 크다. ㄷ. 전류에 의한 자기장의 세기는 a에서가 b에서보다 크다.

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

정답 ③

08	07	2015학년도 10월 교육청 11번

그림 (가)는 전류가 흐르지 않는 고정된 구리 도선 위에 자석을 실로 매달았을 때 자석의 A면이 보이는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)와 같이 (가)의 도선에 화살표 방향으로 세기가 I인 전류를 흐르게 하였더니 자석이 180° 회전하였다.

(가)                     (나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 지구 자기장의 효과는 무시한다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. A는 N극이다. ㄴ. (나)에서 전류의 세기가 2I이면 자석이 180°보다 더 큰 각도로 회전한다. ㄷ. 자석의 자성은 전자의 스핀이나 궤도 운동에 의하여 발생한다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

08	08	2015학년도 9월 평가원 10번

다음은 철수가 수행한 전류에 의한 자기장에 관한 실험이다.

[실험 과정]

(가) 그림과 같이 실험 장치를 구성한다.

(나) 스위치를 닫고 나침반 자침의 방향을 관찰한다.

(다) (가)의 상태에서 전류의 세기는 2배, 방향은 반대가 되도록 바꾸고, (나)를 반복한다.

[실험 결과]

(나)의 결과          (다)의 결과

(가)에서 스위치가 열려 있을 때, 나침반 자침의 방향으로 가장 적절한 것은? (2점)

①         ②        ③        ④         ⑤

정답 ②

08	09	EBS연계 2014학년도 6월 평가원 9번

그림과 같이 무한히 긴 직선 도선 A, B가 점 p, q, r와 같은 간격 d만큼 떨어져 종이면에 수직으로 고정되어 있다. A, B에 흐르는 전류의 세기는 I이고, A에 흐르는 전류의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이다. q에서 전류에 의한 자기장 방향은 화살표 방향이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. B에 흐르는 전류의 방향은 종이면에서 수직으로 나오는 방향이다. ㄴ. A와 B 사이에 자기장의 세기가 0인 지점이 있다. ㄷ. p와 r에서 자기장 방향은 반대이다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ①

08	10	2014학년도 9월 교육청 13번 고2

그림과 같이 xy 평면에 무한히 긴 두 직선 도선이 고정되어 있다. 두 도선에 각각 -x 방향, +y 방향으로 세기가 2I, I인 전류가 흐른다. xy 평면 위의 세 점 a, b, c는 두 도선으로부터 거리가 같다.

a, b, c에서 두 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장의 세기를 각각 Ba, Bb, Bc라 할 때, Ba, Bb, Bc를 옳게 비교한 것은? (3점)

① Ba>Bb>Bc	② Ba>Bb=Bc	③ Ba=Bc>Bb

④ Bb>Ba=Bc	⑤ Bb>Ba>Bc

정답 ④

오늘의 수능패턴 16 원형 전류에 의한 자기장

08	11	2017학년도 6월 평가원 9번

그림은 무한히 긴 직선 도선 P가 y축에 고정되어 있고, 시계 방향으로 일정한 세기의 전류 [eqn: I]가 흐르는 원형 도선 Q가 xy평면에 고정되어 있는 것을 나타낸 것이다. 점 A는 Q의 중심이다. 표는 P에 흐르는 전류에 따른 A에서의 P와 Q에 의한 자기장을 나타낸 것이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. ㉠은 -y이다. ㄴ. ㉡과 ㉣은 같다. ㄷ. ㉢은 B¼보다 크다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ①

08	12	2017학년도 6월 평가원 9번

그림과 같이 반지름 a인 원형 도선 A와 무한히 긴 직선 도선 B, C에 전류가 흐르고 있다. 종이면에 고정되어 있는 A, B, C에 흐르는 전류의 세기는 각각 I0, I0, I이고, A의 중심 P에서 자기장은 0이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. P에서 C에 흐르는 전류에 의한 자기장의 방향은 종이 면에 수직으로 들어가는 방향이다. ㄴ. C에 흐르는 전류의 방향은 B에 흐르는 전류의 방향과 반대이다. ㄷ. I < I0이다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

08	13	2015학년도 7월 교육청 9번

그림은 원형 도선을 수평면에 대해 수직으로 놓고 전류를 흘렸을 때, 원형 도선의 중심 O에 놓인 나침반을 나타낸 것이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. 원형 도선에 흐르는 전류의 방향은 b이다. ㄴ. 나침반의 N극이 가리키는 방향은 O에서와 P에서가 같다. ㄷ. 전류의 세기를 2배로 하면 O에서의 자기장의 세기도 2배가 된다.

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

정답 ④

08	14	2015학년도 4월 교육청 11번

그림과 같이 원형 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장에 의해 원형 도선 주변의 철가루들이 배열되었다. 원형 도선에 흐르는 전류의 세기는 I이고, 원형 도선의 중심축은 x축과 일치한다.

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

		<보 기>
	ㄱ. 원형 도선 주변의 철가루는 자화되어 있다. ㄴ. 원형 도선의 중심 O에서 자기장의 방향은 +x 방향이다. ㄷ. 전류의 세기를 증가시키면 원형 도선의 중심 O에서 자기장의 세기는 증가한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

08	15	2014학년도 4월 교육청 8번

그림과 같이 점 O가 중심이고, 반지름이 R인 원형 도선에 전류가 흐르고 있다.

이와 같은 상태에서 <보기>의 조건만을 변화시킬 때, O에서 전류에 의한 자기장의 세기가 증가하는 경우만을 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. R를 증가시킨다. ㄴ. 전류의 세기를 증가시킨다. ㄷ. 전류의 방향을 반대로 한다.

① ㄱ    ② ㄴ    ③ ㄷ    ④ ㄱ, ㄷ    ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

오늘의 수능패턴 17 물질의 자성

08	16	2017학년도 6월 평가원 12번

그림은 스타이로폼 용기에 담긴 액체 질소를 이용하여 냉각시킨 초전도체를 네오디뮴 자석 위에 올려놓았을 때, 초전도체가 자석 위에 떠 있는 모습을 나타낸 것이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. 초전도 현상은 임계 온도 이하로 냉각된 초전도체에서 나타난다. ㄴ. 초전도체가 자석 위에 떠 있는 현상은 마이스너 효과와 관련이 있다. ㄷ. 초전도체는 자기 부상 열차에 이용된다.

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

정답 ⑤

08	17	2016학년도 수능 14번

다음은 상온에서 물체의 자성을 알아보기 위한 실험이다.

[실험 과정]

(가) 물체 A, B, C를 차례로 연직 방향의 강한 외부 자기장이 있는 영역에 넣어 자기화시킨다. A, B, C는 각각 강자성체, 상자성체, 반자성체 중 하나이다.

(나) 과정 (가)를 거친 A, B, C를 차례로 원형 도선에 통과시켜 전류의 발생 유무를 관찰한다.

(다) 과정 (가)를 거친 A와 B, B와 C, A와 C를 가까이 하여 물체 사이에 작용하는 자기력을 측정한다.

(가)            (나)             (다)

※ 과정 (나), (다)는 외부 자기장이 없는 곳에서 수행한다.

[실험 결과]

(나)의 결과              (다)의 결과

	전류의 발생 유무
A	㉠
B	○
C	×

	작용하는 자기력
A, B	㉡
B, C	척력
A, C	없음

(○:흐름, ×:흐르지 않음)

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

		<보 기>
	ㄱ. ㉠은 ×이다. ㄴ. ㉡은 인력이다. ㄷ. (가)에서 C는 외부 자기장의 반대 방향으로 자기화된다.

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

정답 ⑤

08	18	EBS연계 2016학년도 9월 평가원 7번

그림은 임계 온도보다 낮은 온도로 냉각된 초전도체 위에 자석이 떠 있는 모습을 나타낸 것이다. 임계 온도보다 낮은 온도의 초전도체에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 초전도체 위에 자석이 뜨는 현상은 마이스너 효과와 관련이 있다. ㄴ. 상자성을 나타낸다. ㄷ. 전기 저항은 0이다.

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

정답 ③

08	19	2016학년도 7월 교육청 9번

그림 (가)와 (나)는 수평한 지면 위에 놓인 솔레노이드 위에 상자성체 A, 반자성체 B가 각각 실에 연결되어 천장에 매달려 정지한 모습을 나타낸 것이다. 솔레노이드에는 일정한 전류가 흐르고 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로

고른 것은? (단, 지구 자기장은 무시한다.) (3점)

		<보 기>
	ㄱ. (가)에서 솔레노이드 내부 중심에서 자기장의 방향은 위쪽이다. ㄴ. (가)에서 실이 A에 작용하는 힘의 크기는 A의 무게보다 크다. ㄷ. (나)에서 B와 솔레노이드 사이에는 서로 당기는 자기력이 작용한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ④

08	20	EBS연계 2016학년도 6월 평가원 18번

그림과 같이 아크릴 관에 자석을 고정하여 전자저울 위에 놓고 무게를 측정한 후, 물체 A와 B를 각각 자석으로부터 같은 높이에 위치시켜 저울 측정값을 읽고 표로 나타내었다. A와 B는 상자성 물체와 반자성 물체 중 하나이다.

물체	저울 측정값(N)
없음	1.000
A	1.001
B	0.998

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

		<보 기>
	ㄱ. 자석이 A에 작용하는 힘의 크기는 자석이 B에 작용하는 힘의 크기보다 작다. ㄴ. A는 반자성 물체이다. ㄷ. B는 자석에 가까운 아랫면이 N극으로 자기화된다.

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

정답 ③

08	21	2015학년도 6월 평가원 5번

그림은 상자성 막대와 자기화되어 있지 않은 강자성 막대에 도선을 감아 회로를 구성한 후, 스위치 S를 닫았을 때 일정한 세기의 전류 I가 흐르는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, a점은 중심축 위에 놓여 있다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 두 막대 사이에는 인력이 작용한다. ㄴ. a점에서 자기장의 방향은 왼쪽 방향이다. ㄷ. S를 열어 전류가 흐르지 않으면, 두 막대 사이에는 척력이 작용한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ①

08	22	2014학년도 수능 11번

그림 (가)와 같이 자기화되어 있지 않은 철(Fe)로 된 막대를 솔레노이드에 넣고 전류를 흘려 주었다. 그림 (나)는 (가)에서 막대를 꺼내 P가 위쪽으로 가도록 하여 원형 도선을 향해 접근시켰더니 도선에 반시계 방향으로 유도 전류가 흐르는 것을 나타낸 것이다.

(가)                (나)

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

		<보 기>
	ㄱ. 막대는 강자성체이다. ㄴ. (나)에서 막대의 P쪽이 N극이다. ㄷ. (가)에서 전원 장치의 단자 a는 (-)극이다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ①

08	23	2014학년도 9월 평가원 10번

그림은 물질의 자성을 조사하기 위한 장치의 일부를 모식적으로 나타낸 것이다. 이 장치에서 두 개의 상자성 막대에 코일을 감고 일정한 세기의 전류 I를 흘려 막대 사이에 균일한 자기장을 만들었다.

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

		<보 기>
	ㄱ. a점에서 자기장의 방향은 오른쪽 방향이다. ㄴ. 두 상자성 막대 사이에 척력이 작용한다. ㄷ. 스위치 S를 열어도 a점에서 자기장 세기는 그대로 유지된다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ①

08	24	2014학년도 7월 교육청 8번

그림은 균일한 자기장이 형성된 영역에 반자성체를 넣었을 때, 반자성 체 내부의 원자 자석 배열을 모식적으로 나타낸 것이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. 균일한 자기장의 방향은 오른쪽이다. ㄴ. 균일한 자기장을 제거하면 반자성체 내부 자기장이 그대로 유지된다. ㄷ. 반자성체를 자석에 가까이하면 서로 밀어내는 방향으로 자기력이 작용한다.

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

정답 ②

08	25	2015학년도 9월 교육청 15번 고2

그림과 같이 자기화되지 않은 물체 A, B를 +x 방향의 균일한 자기장 영역에 고정시켜 놓았더니 A, B가 서로 당기는 방향으로 자기력이 작용하였다. A는 강자성체이다.

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

		<보 기>
	ㄱ. A 내부에서 원자 자석에 의한 자기장의 방향은 +x 방향이다. ㄴ. B의 왼쪽은 S극, 오른쪽은 N극으로 자기화된다. ㄷ. B는 외부 자기장을 제거하여도 자기화된 상태를 오래 유지하는 성질이 있다.

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

정답 ①