Questions: 전류가 흐르는 매우 긴 도선이 직사각형 도선 옆에 그림과 같이 놓여있다. 직사각형 도선을 긴 도선에서 멀어지는 쪽으로 일정한 속도로 움직일 때, 직사각형 도선에 유도되 는 전류 방향과 기전력의 세기는?
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하나를 선택하세요.
1. 반시계방향, 기전력의 세기는 일정
2. 시계방향, 기전력의 세기는 일정
3. 시계방향, 기전력의 세기는 점점 감소
4. 반시계방향, 기전력의 세기는 점점 감소
Transcript text: 전류가 흐르는 매우 긴 도선이 직사각형 도선 옆에 그림과 같이 놓여있다. 직사각형 도선을 긴 도선에서 멀어지는 쪽으로 일정한 속도로 움직일 때, 직사각형 도선에 유도되 는 전류 방향과 기전력의 세기는?
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1. 반시계방향, 기전력의 세기는 일정
2. 시계방향, 기전력의 세기는 일정
3. 시계방향, 기전력의 세기는 점점 감소
4. 반시계방향, 기전력의 세기는 점점 감소
Solution
Solution Steps
Step 1: 문제 이해
문제는 매우 긴 도선과 직사각형 도선이 있을 때, 직사각형 도선이 긴 도선에서 멀어질 때 유도 전류의 방향과 기전력의 변화를 묻고 있습니다. 이는 패러데이의 전자기 유도 법칙과 렌츠의 법칙을 적용하여 해결할 수 있습니다.
Step 2: 패러데이의 전자기 유도 법칙 적용
패러데이의 법칙에 따르면, 도선에 유도되는 기전력은 자기선속의 변화율에 비례합니다. 직사각형 도선이 긴 도선에서 멀어질 때, 자기선속은 감소합니다.
Step 3: 렌츠의 법칙 적용
렌츠의 법칙에 따르면, 유도 전류는 자기선속의 변화를 방해하는 방향으로 흐릅니다. 따라서, 자기선속이 감소할 때, 유도 전류는 감소하는 자기선속을 보상하기 위해 시계방향으로 흐릅니다.
Step 4: 기전력의 세기 변화
직사각형 도선이 멀어질수록 자기선속의 변화율이 감소하므로, 유도 기전력의 세기도 점점 감소합니다.