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주언

물리 전자기유도 팁 (feat.자기력)

  • 주언
  • 조회 수 5446
  • 2017.09.26. 02:25
첨부 4
  1. 16수능 물1 10번.png (File Size:69.5KB/Download:48)
  2. 1506 물1 10번.png (File Size:61.7KB/Download:47)
  3. 일당백 157번.jpg (File Size:107.8KB/Download:63)
  4. 천재교육 물2 139쪽.jpg (File Size:116.6KB/Download:40)

물리1에선 먹고 들어가야하는 파트이지만 은근 귀찮기도 한 전자기유도인데요.

 

예를들어 이런 문제가 있습니다.

일당백 157번.jpg

d 이전 구간을 지날 때를 생각해봅시다.

물1만 아는 상태에서는 

d로 다가갈수록 나오는 방향의 자속이 커지네?
그러면 들어가는 자기장을 생성하는 방향으로 유도전류가 생길 거야.
그러면 오른나사 법칙(손을 움직여서 확인함)을 이용하면 시계방향으로 전류가 흐르는구나!

뭐 대충 이런 식일 겁니다.
근데 이 방법이 금속 막대가 어느 방향으로 이동하는지에 따라 자속변화도 확인해야하고 오른손 막 굴리다보면 헷갈릴 수가 있거든요...

 

여기서 물2에서 배우는 자기력을 이용해봅시다.

천재교육 물2 139쪽.jpg

뭐 플레밍의 왼손법칙이 더 유명하긴 한데 대부분 오른손잡이실테고 교과서에 소개된 방법입니다.

 

이걸 알고 위의 문제를 다시 풀어봅시다.

자기력은 금속막대의 움직임을 방해하는 방향으로 작용하니 손바닥을 운동방향의 반대방향으로 설정(손바닥으로 막대를 막는다고 생각하시면 됩니다)
d 이전 구간에선 자기장이 나오는 방향으로 형성되어있으니 네손가락 끝은 나오는 방향으로 설정
그럼 엄지손가락 방향이 전류 방향이니 금속막대에선 아래로 전류가 흐름 → 시계방향

 

글로 써놓으니까 후자가 더 길어보이는데 실제로 해보면 
후자는 자기력과 자기장의 방향을 알 때 전류방향은 자동으로 정해지기 때문이 순삭이 가능합니다.
자속변화같은 걸 따질 필요가 없죠.

 

기출에 적용해봅시다.

 

15학년도 6월 10번

1506 물1 10번.png

전류방향만 파악해보죠.

일단 자기장이 들어가는 방향이니까 네손가락 끝을 들어가는 방향으로 설정.

원이 점점 작아지니까 작아지지 못하게 원 안쪽에서 손바닥으로 막음.

그러면 엄지손가락 방향인 b방향.

 

뭐 문제 자체가 간단하기도 하고 굳이 이렇게까지 할 필요가 없긴 합니다.

그래서 하나 더 준비했습니다.

 

16학년도 수능 10번

16수능 물1 10번.png

일단 ㄴ을 풀어보죠.

45도일때 b-c부분이 위로 올라가려고 하니까 손바닥으로 막으세요.

네 손가락 끝은 자기장 방향으로 설정.

그러면 전류방향은 엄지손가락 방향인 b→c방향.

ㄴ은 참.

 

ㄷ도 풀어보죠. 

180도 직전이든 직후든 b-c부분이 아래로 내려가려고 하는 건 마찬가지니까

손바닥으로 막는 방향은 변함없고 자기장 방향도 변함없으니 전류의 방향은 바뀌지 않음.

ㄷ은 거짓.

 

이런 문제에선 자속변화 확인하다가 헷갈리기 딱 좋은데 자기력으로 푸니까 헷갈릴 일이 없죠?

 

작년 수능 사각도선 문제에도 적용가능하고 뭐 마음만 먹으면 모든 문제에 적용 가능하긴 합니다.

검토라든지 16수능 10번같은 문제가 나올 때 쓰면 유용하겠죠.

 

*콕콕 외 다른 곳으로 퍼가지 말아주세요.

주언
ㅎㅎ
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댓글
13
2등 현승아

근데 원이작아질땐 손 모양은 어떻게해야되는거조

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08:43
2017.09.26.
미드나잇 현승아

자기장의 방향대로 네손가락을 찌르고 손바닥면(운동하려는 방향과 반대)을 바깥을 향하게하면 엄지가 전류의 방향입니다.

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09:11
2017.09.26.
3등 히히히히

걍 플레밍의 오른손법칙쓰믄 대는거아닌가..ㅎㅎ

물1에선 안배우나

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10:29
2017.09.26.
주언
글쓴이
주언 히히히히

근데 저 오른손법칙이 손바닥으로 막는다는 설명과 함께 좀 더 생각하기 쉽게 해줄 거 같아서요 ㅎㅎ

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10:34
2017.09.26.
주언
글쓴이
주언 공부만하자

뭐 그렇게 생각할 수도 있겠지만 전동기도 같아요.

다만 전동기의 경우 손바닥 방향을 막는 게 아니라 밀어주는 방향으로 잡아야죠.

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12:37
2017.09.26.
부족

원이 작아질 때 모든 방향에서 조여들어는거아닌가요? 한똑방향으로 막아져요?

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20:11
2017.09.26.
주언
글쓴이
주언 부족

모든 방향에서 조여드는 거 맞아요.

조여드니까 원 안쪽에서 손바닥으로 막아주는 거죠.

원 안쪽 어느 지점에 갖다 대든 엄지손가락 방향은 b방향이 됩니다.

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20:48
2017.09.26.
부족 주언

AH.....감사합니다

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20:51
2017.09.26.
누엔

이런 팁 좋아요 굿

 

그런데 이런 상황 말고 올해 9평처럼 도선이 고정되어있는 상황에서도 적용 가능한가요? 그럴땐 그냥 오른나사 법칙 적용해야 하는거죠?

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00:56
2017.09.29.
주언
글쓴이
주언 누엔

네, 도선이 고정된 케이스는 도선의 상대적인 운동이 자속변화를 일으키는 게 아니니까 자기력을 적용하기 애매해지죠.

작위적으로 자기장이 변하는 상황을 자석이 가까워지고 멀어지는 상황으로 바꿔서 생각하면 맞아떨어지긴 해요. 

결국 몇몇 케이스에서는 오른나사 법칙(교육과정에서 요구하는 올바른 풀이)이 더 간단할 수 있다는 거죠.

자기력 풀이도 본질은 전자기유도가 자속변화를 방해하려는 현상임에 착안한 것이니까요.

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12:35
2017.09.29.
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