◈ Note

1. 자기장 : 자석 주위에 자기력이 작용하는 공간

시험대비 요점정리

03. 전류의 자기 작용

중2

과

학

II. 전기와 자기

학원명     강사명

－  －

(1) 방향 : 나침반 자침의 N극이 가리키는 방향

(2) 세기 : 자석의 양 극에서 멀어질수록 약해진다.

2. 자기력선 : 자기장의 모양을 쉽게 알 수 있도록 선으로 나타낸 것

• 자기력선은 N극에서 나와 S극으로 들어간다.

• 자기력선은 도중에 끊어지거나 서로 교차하지 않는다.

• 자기력선이 촘촘할수록 자기장의 세기가 세다.

3. 직선 도선 주위에 생기는 자기장 : 도선을 중심으로 하는 동심원 모양

(1) 자기장의 방향 : 전류의 방향을 오른손의 엄지손가락과 일치시키고 네 손가락으로 도선을 감아쥘 때, 네 손가락이 감긴 방향이 자기장의 방향이다.

(2) 자기장의 세기 : 전류의 세기가 셀수록 세다.

4. 원형 도선 주위에 생기는 자기장 : 도선의 각 부분에 직선 도선에 의한 자기장이 생기고, 이 자기장이 원형 도선을 따라 합쳐진 모양이다.

5. 코일 주위에 생기는 자기장 : 코일 내부에는 직선 모양, 주위에는 막대자석에 의한 자기장과 비슷한 모양의 자기장이 형성된다.

(1) 자기장의 방향 : 오른손의 네 손가락을 전류의 방향으로 감아쥘 때, 엄지손가락이 가리키는 방향이 N극이 된다.

◈ Note

(2) 자기장의 세기 : 전류의 세기가 셀수록 세다.

5. 전자석 : 전류가 흐르는 코일 속에 철심을 넣어 만든 자석 ⇨ 코일에 흐르는 전류의 세기 및 방향을 조절하여 자석의 세기와 자극의 위치를 바꿀 수 있다.

• 이용 : 비상벨, 초인종, 스피커, 전자석 기중기 등

6. 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘

(1) 힘의 방향 : 오른손 네 손가락을 자기장의 방향, 엄지손가락을 전류의 방향과 일치시켰을 때, 손바닥이 향하는 방향이 도선이 받는 힘의 방향이다.

(2) 힘의 크기

• 전류 및 자기장의 세기가 셀수록 도선이 받는 힘의 크기가 크다.

• 전류와 자기장의 방향이 서로 수직일 때 최대이고, 평행일 때 0이다.

7. 자기장 속에서 전류가 받는 힘의 이용

(1) 전동기 : 자석 사이에 있는 코일에 전류가 흐르면 힘을 받아 회전하도록 만든 장치로, 전기 에너지를 역학적 에너지로 전환한다.

• 이용 : 선풍기, 세탁기, 에어컨, 에스컬레이터, 전동차 등

(2) 전류계와 전압계 : 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘이 전류의 세기에 비례하는 성질을 이용하여, 전류 또는 전압을 측정한다.

시험대비 기출문제

03. 전류의 자기 작용

중2

과

학

II. 전기와 자기

이름: 이  름      점수:  점    수

시험에 꼭! 나오는 문제

1.  자기장과 자기력선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 자기장은 자기력이 작용하는 공간을 말한다.

② 자기력선은 교차하거나 겹친다.

③ 어떤 지점에서 자기장의 방향은 나침반 자침의 N극이 가리키는 방향과 같다.

④ 자기장의 모양을 나타내는 선을 자기력선이라 한다.

⑤ 자기장의 세기는 자기력선이 조밀할수록 세다.

2.  자석의 N극과 N극을 서로 가까이 가져갔을 때 자기력선의 모양으로 옳은 것은?

①

②

③

④

⑤

3.  그림은 막대자석 주위의 자기력선과 각 점에 나침반을 놓았을 때의 자침의 방향을 나타낸 것이다.

자침의 방향이 옳은 것은?(단, 지구 자기장의 영향은 무시한다.)

① A	② B	③ C

④ D	⑤ E

4.  전류가 흐를 때 나침반 자침의 모양으로 옳은 것은?  (단, 자침의 진한 쪽이 N극이고, 지구 자기장의 영향은 무시한다.)

①

②

③

④

⑤

5.  보기에서 화살표는 코일에 흐르는 전류의 방향을 나타낸 것이다. 전자석의 극이 옳게 짝지어진 것은?

	<보기>
(가) (나) (다) (라)

① (가), (나)	② (나), (다)	③ (다), (라)

④ (가), (다)	⑤ (나), (라)

6.  코일에 흐르는 전류에 의한 자기장에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 자기장의 세기는 전류의 세기가 셀수록 세다.

② 자기장의 세기는 코일의 감은 수가 많을수록 세다.

③ 코일에 흐르는 전류의 방향으로 네 손가락을 감아쥘 때 엄지손가락이 가리키는 방향이 N극이 된다.

④ 코일 내부에 쇠못을 넣어 주면 자기장이 더 세어진다.

⑤ 전류의 방향을 바꾸어도 자기장의 방향 변화는 없다.

7.  자기력선을 옳게 나타낸 것은?

①

②

③

④

⑤

8.  전류와 자기장, 힘의 방향을 옳게 나타낸 것은?

①

②

③

④

⑤

[9～10] 자기장에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 방향을 알아보기 위하여 그림과 같이 도선 그네를 장치하였다.

9.  스위치를 닫을 때, 도선 그네가 받는 힘의 방향은?

① 오른쪽	② 위쪽	③ 왼쪽

④ 아래쪽	⑤ 그대로 있는다.

10.  말굽 자석의 N극과 S극을 바꾸고 스위치를 닫을 때, 도선 그네가 힘을 받는 방향은?

① 오른쪽	② 위쪽	③ 왼쪽

④ 아래쪽	⑤ 그대로 있는다.

11.  10번 문제의 상태에서 전류의 방향을 바꾸면 그네는 어느 쪽으로 힘을 받는가?

① 오른쪽	② 위쪽	③ 왼쪽

④ 아래쪽	⑤ 그대로 있는다.

[12～13] 그림과 같이 자기장 속에 있는 도선에 전류가 흐른다.

12.  도선이 받는 힘의 방향은?

① A	② B

③ C	④ D

⑤ E

13.  도선에 작용하는 힘을 크게 하는 방법으로 옳은 것은?

① 전류의 방향을 바꾼다.

② 자석의 방향을 바꾼다.

③ 세기가 약한 자석을 사용한다.

④ 도선에 흐르는 전류의 세기를 세게 한다.

⑤ 도선을 자석에 비스듬히 놓는다.

14.  자기장 속에서 전류가 받는 힘을 이용한 기구가 아닌 것은?

① 전동기	② 전류계	③ 전압계

④ 스피커	⑤ 백열 전구

매번 자주! 출제되는 문제

15.  두 자석 사이의 자기력선을 나타낸 다음 그림으로 알 수 있는 것은?

① X, Y는 모두 S극이다.

② X, Y는 모두 N극이다.

③ X는 N극, Y는 S극이다.

④ X는 S극, Y는 N극이다.

⑤ X와 Y 사이에는 인력이 작용한다.

16.  그림과 같이 원통에 코일을 여러 번 감고 전류를 흐르게 하였다. (가)와 (나)의 위치에 있는 나침반의 N극이 향하는 방향을 옳게 짝지은 것은?

(가)    (나)

① 동     서

② 서     동

③ 동     동

④ 서     서

⑤ 동     남

17.  그림과 같이 설치한 도선의 밑에 나침반을 놓고 전류를 흐르게 하였다.

나침반의 N극이 가리키는 방향은?

① 가	② 나	③ 다

④ 라	⑤ 계속 회전한다

18.  오른쪽 그림과 같이 평행한 두 도선 A, B에 같은 세기의 전류가 흐르고 있을 때, 두 도선 가운데에 놓은 나침반의 N극이 북쪽을 가리켰다. 도선 A, B에서 전류가 흐르는 방향을 각각 화살표로 나타내시오.(단, 지구 자기장의 영향은 무시한다.)

19.  전류가 흐르는 도선 주위에 생기는 자기장에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 막대자석의 자기장은 양 극에서 가장 약하다.

② 자기장의 세기는 자기력선이 조밀할수록 세다.

③ 직선 도선 주위에는 동심원 모양의 자기장이 생긴다.

④ 자기장의 방향은 나침반의 N극이 가리키는 방향이다.

⑤ 코일 주위의 자기장은 막대자석의 자기장과 유사하다.

20.  전류가 흐르는 코일 주위에 나침반을 놓았더니 자침이 아래 그림과 같이 되었다.

코일에 흐르는 전류의 방향과 자기장 및 자기력선의 방향을 옳게 나타낸 것은?

①

②

③

④

⑤

21.  그림과 같이 코일 주변에 나침반을 놓았더니 자침이 그림과 같이 되었다.

N

S

코일에 흐르는 전류를 옳게 설명한 것은?(단, 지구 자기장의 영향은 무시한다.)

① a 방향으로 흐른다.

② b 방향으로 흐른다.

③ 전류가 흐르지 않는다.

④ 전류는 흐르지만 방향은 알 수 없다.

⑤ 전류가 흐르는지 흐르지 않는지 알 수 없다.

22.  보기 중에서 전자석과 막대자석 사이에 척력이 작용하는 것끼리 짝지어진 것은?

	<보기>
㉠ ㉡ ㉢ ㉣

① ㉠, ㉡	② ㉠, ㉢	③ ㉡, ㉢

④ ㉡, ㉣	⑤ ㉢, ㉣

23.  오른쪽 그림과 같이 A 지점에 나침반을 놓고 화살표 방향으로 전류를 흐르게 하였을 때 나침반의 N극이 가리키는 방향은?(단, 지구 자기장의 영향은 무시한다.)

① 동	② 서	③ 남

④ 북	⑤ 나침반이 계속 회전한다.

24.  전자석의 세기를 세게 하는 방법이 아닌 것을 모두 고르면?(2개)

① 전류의 세기를 세게 한다.

② 전류의 방향을 계속 변화시킨다.

③ 코일을 많이 감는다.

④ 코일을 촘촘하게 감는다.

⑤ 내부의 철심을 제거한다.

25.  자기장 속에서 전류가 받는 힘의 방향을 알아보기 위한 방법으로 오른손을 사용한다.

A, B, C에 대응되는 물리량을 옳게 짝지은 것은?

	A	B	C
①	자기장의 방향	전류의 방향	힘의 방향
②	자기장의 방향	힘의 방향	전류의 방향
③	힘의 방향	전류의 방향	자기장의 방향
④	전류의 방향	자기장의 방향	힘의 방향
⑤	힘의 방향	자기장의 방향	전류의 방향

26.  자기장 속에서 전류가 받는 힘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 힘의 방향은 자기장의 방향과 같다.

② 전류의 세기가 클수록 힘의 세기가 크다.

③ 자기장의 세기가 클수록 힘의 세기가 크다.

④ 전류의 방향과 자기장의 방향이 나란할 때 힘의 크기가 0이다.

⑤ 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장과 외부 자기장이 상호 작용하여 생기는 힘이다.

27.  오른쪽 그림은 말굽 자석 속에서 전류가 흐르는 도선의 단면을 나타낸 것이다. 자기장의 방향이 그림과 같을 때, 도선은 어느 방향으로 힘을 받는가?

① 오른쪽	② 왼쪽	③ 아래쪽

④ 위쪽	⑤ 힘을 받지 않는다.

28.  그림과 같이 자석 사이에 알루미늄 막대를 놓고 스위치를 닫아 알루미늄 막대를 관찰한다.

이 실험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 전류가 흐르는 도선은 자기장 속에서 힘을 받는다.

② 전류의 세기에 따라 도선이 받는 힘은 달라진다.

③ 전류의 방향에 따라 도선이 받는 힘의 방향은 달라진다.

④ 자기장의 방향에 따라 도선이 받는 힘의 방향은 달라진다.

⑤ 알루미늄 막대는 N극 방향으로 움직인다.

29.  오른쪽 그림과 같이 자석의 두 극 사이에 놓인 도선에 화살표 방향으로 전류가 흐를 때 도선이 받는 힘의 방향은?

① 위쪽	② 아래쪽	③ 동쪽

④ 서쪽	⑤ 남쪽

30.  자기장 안에 전류가 흐르는 도선이 놓여 있을 때, 가장 큰 힘을 받는 도선은?

①

②

③

④

⑤

31.  그림은 전동기의 구조와 회전 원리를 간략하게 나타낸 것이다.

코일의 움직임에 대한 설명으로 옳은 것은?

① (가)에서 코일의 AB부분은 아래쪽으로 힘을 받는다.

② (가)에서 코일의 CD부분은 위쪽으로 힘을 받는다.

③ (가)에서 코일은 시계 방향으로 회전한다.

④ (나)에서 코일의 AB부분은 위쪽으로 힘을 받는다.

⑤ (나)에서 코일은 시계 반대 방향으로 회전한다.

32.  그림과 같이 장치하여 코일에 화살표 방향으로 전자가 이동한다고 할 때, 코일의 운동을 옳게 설명한 것은?

① 시계 방향으로 회전한다.

② 움직이지 않고 진동만 한다.

③ 시계 반대 방향으로 회전한다.

④ 아래로 내려간다.

⑤ 위로 올라간다.

이것까지 풀면! 100점 맞는 문제

33.  오른쪽 그림과 같이 전류가 흐르는 코일 속의 중간 지점 A에서의 자기장의 방향을 바르게 나타낸 것은?(단, 실선은 자기장, 점선은 코일의 단면을 나타낸다.)

①

②

③

④

⑤

34.  평행한 두 직선 도선 A와 B에 그림 (가)와 같이 전류가 나란히 흐를 때, 그 주위에 형성되는 자기력선을 위에서 본 모양은 그림 (나)와 같았다.

(가)	(나)

두 도선은 어떻게 움직이는가?

① 서로 밀어낸다.

② 서로 끌어당긴다.

③ 왼쪽 도선이 아래로 밀린다.

④ 오른쪽 도선이 아래로 밀린다.

⑤ 움직이지 않는다.

35.  동일한 막대자석 2개가 들어 있는 상자 주위에 나침반을 놓았더니 자침이 오른쪽 그림과 같이 배열되었다. 상자 속에 들어 있는 두 막대자석의 배치로 옳은 것은?

①

②

③

④

⑤

36.  그림과 같은 여러 가지 코일에 전류를 흘렸다.

(가)	(나)	(다)	(라)

코일 주위에 생기는 자기장의 세기가 큰 것부터 옳게 나열한 것은?

① (가)-(나)-(다)-(라)	② (나)-(가)-(라)-(다)

③ (다)-(라)-(나)-(가)	④ (라)-(다)-(나)-(가)

⑤ (라)-(가)-(나)-(다)

37.  오른쪽 그림과 같이 직선 도선에 화살표 방향으로 전류가 흐르고 있다. 이 도선의 왼쪽에서 접근하는 전자가 받는 힘의 방향은?

① 위쪽	② 아래쪽

③ 오른쪽	④ 지면 앞쪽

⑤ 지면 뒤쪽

38.  오른쪽 그림과 같이 전자가 두 자석 사이에 들어가고 있다. 이 때 전자가 받는 힘을 옳게 나타낸 것은?

① 종이면을 뚫고 나오는 방향

② 종이면을 뚫고 들어가는 방향

③ 전자의 운동 방향

④ 전자의 운동 방향과 반대 방향

⑤ 아무런 힘도 받지 않는다.

[39～40] 그림과 같이 전자를 균일한 자기장 속으로 일정한 속력으로 운동시켰다.(단, 자기장의 방향은 종이면을 뚫고 들어가는 방향이다.)

39.  이 순간 전자가 받는 힘의 방향은?

① 동쪽	② 서쪽

③ 남쪽	④ 북쪽

⑤ 지면에서 수직으로 들어가는 방향

40.  이때 전자는 어떤 운동을 하는가?

① 원운동	② 타원 운동

③ 자유 낙하 운동	④ 등속 직선 운동

⑤ 단진자 운동

정답과 해설

Ⅱ-03 전류의 자기 작용

1. ②    2. ⑤    3. ⑤    4. ②    5. ④    6. ⑤    7. ①    8. ③    9. ③    10. ①    11. ③   12. ③    13. ④    14. ⑤    15. ①    16. ①    17. ②    18. A：↑, B：↓    19. ①    20. ③    21. ② 22. ②    23. ③    24. ②, ⑤    25. ①    26. ①    27. ②    28. ⑤    29. ②    30. ⑤    31. ③    32. ③    33. ④    34. ②     35. ③    36. ④  37. ①    38. ①    39. ③     40. ①

1. 자기장의 모양을 알기 쉽게 선으로 나타낸 것을 자기력선이라고 한다. 자기력선은 N극에서 나와 S극으로 들어가며, 끊어지거나 교차하지 않는다.

2. 같은 극 사이에서는 밀어내는 힘이 작용한다.

3. 자기장의 방향은 나침반의 N극이 가리키는 방향이다. 자기력선은 N극에서 나와 S극으로 들어간다.

4. ①, ③ 도선 위에 있는 나침반 자침의 N극은 오른쪽을 가리킨다.

② 도선 위에 있는 나침반 자침의 N극은 왼쪽을 가리킨다.

④, ⑤ 도선 아래에 있는 나침반 자침의 N극은 왼쪽을 가리킨다.

5. 오른손의 네 손가락이 전류의 방향을 향하도록 코일을 감아쥔다.

(나), (라)엄지손가락이 왼쪽을 가리키므로, 왼쪽이 N극이다.

6. ⑤ 전류의 방향이 바뀌면 자기장의 방향도 바뀐다.

7. ②, ③ 자기력선은 N극에서 나가 S극으로 들어간다.

④ 오른손 네 손가락을 전류의 방향으로 감아쥐면 엄지손가락이 왼쪽을 가리키므로, 왼쪽이 N극이다. 따라서 자기력선은 왼쪽에서 나가 오른쪽으로 들어간다.

⑤ 왼쪽은 시계 방향, 오른쪽은 반시계 방향이다.

8. 오른손 엄지손가락을 전류, 네 손가락을 자기장의 방향으로 향할 때, 손바닥이 향하는 방향이 힘의 방향이다.

9. 자기장의 방향은 위에서 아래로, 전류의 방향은 지면 뒤쪽이므로, 힘의 방향은 말굽자석의 안쪽(왼쪽)이다. 따라서 도선 그네는 왼쪽으로 움직인다.

10. 자기장의 방향을 반대로 하면, 힘의 방향도 반대가 된다.

11. 전류의 방향을 반대로 하면, 힘의 방향도 반대가 된다.

12. 전류의 방향은 지면 앞쪽이고, 자기장의 방향은 위쪽이므로 힘의 방향은 C이다.

13. 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 크기는 전류의 세기가 클수록 커진다.

14. 백열 전구는 전기 에너지가 빛에너지로 전환되는 것을 이용한 전기 기구이다.

16. 오른손의 네 손가락이 전류의 방향을 향하도록 코일을 감아쥐면 엄지손가락이 오른쪽을 가리킨다. 따라서 코일의 오른쪽이 N극, 왼쪽이 S극이 된다.

17. 엄지손가락을 전류의 방향으로 향하고 도선을 오른손으로 감아쥐면, 네 손가락이 감기는 방향이 자기장의 방향이다.

18. 도선 A에 대하여 나침반은 오른쪽에 놓여 있으므로, 전류가 위쪽으로 흐를 때 자침의 N극이 북쪽을 가리킨다. 한편 도선 B를 기준으로 할 때 나침반은 왼쪽에 놓여 있으므로, 전류가 아래쪽으로 흐를 때 N극이 북쪽을 가리킨다.

19. ① 막대자석의 자기장은 양 극에서 가장 세다.

20. 나침반의 N극이 왼쪽을 가리키므로, 코일의 오른쪽이 N극, 왼쪽이 S극이 된다.

21. 나침반 자침의 N극을 통해 자기장이 코일의 왼쪽에서 나가 오른쪽으로 들어가고 있다는 것을 알 수 있으므로, 코일의 왼쪽이 N극, 오른쪽이 S극이 된다. 엄지손가락을 왼쪽으로 하고 네 손가락을 감아쥐면, 전류의 방향은 b이다.

22. 같은 극끼리 척력이 작용한다.

23. 원형 도선의 안쪽에서 자기장의 방향은 남쪽을 향하므로 나침반 자침의 N극은 남쪽을 가리킨다.

24. 전류의 방향을 변화시키면 전자석의 극이 바뀔 뿐, 전자석의 세기를 조절하지는 못한다. 또한 철심은 코일에 의한 자기장의 세기를 더 세게 하는 역할을 한다.

26. 힘의 방향은 자기장의 방향과 수직이고, 전류와 자기장의 방향이 평행일 때 힘의 크기는 0이다.

27. 도선 주위에 형성된 자기장의 방향으로 오른손 네 손가락을 감아쥐면, 엄지손가락은 종이면에 들어가는 방향을 향한다. 이 방향이 전류의 방향이므로 오른손 엄지손가락을 종이면에 들어가는 방향으로 향하고, 나머지 네 손가락을 자기장의 방향(아래 방향)으로 향하면, 손바닥은 왼쪽을 향한다.

28. ⑤ 알루미늄 막대는 오른쪽으로 움직인다.

29.  전류의 방향인 종이면으로 들어가는 방향으로 오른손 엄지손가락을 향하고, 자기장의 방향인 오른쪽으로 네 손가락을 향하면, 손바닥은 아래를 향한다.

30. 전류의 방향과 자기장의 방향이 수직(90°)일 때 힘의 크기가 최대이다.

31. (가) 코일의 AB부분은 위쪽으로, CD부분은 아래쪽으로 힘을 받아 코일이 시계 방향으로 회전한다.

(나) AB는 아래쪽으로, CD부분은 위쪽으로 힘을 받아 계속 회전한다.

32. 전류의 방향은 전자의 이동 방향과 반대 방향이다. 오른손을 이용하여 전류의 방향과 자기장의 방향을 직각으로 만들어보면, 왼쪽 부분은 아래쪽, 오른쪽 부분은 위쪽으로 힘을 받는다. 따라서 시계 반대 방향으로 회전한다.

33. 오른손의 네 손가락이 전류의 방향을 향하도록 코일을 감아쥐면 엄지 손가락이 가리키는 방향이 자기장의 방향이다.

34. 두 도선 사이에서 자기장의 방향은 서로 반대가 되어 자기력선의 밀도가 작아진다. 자기력선의 밀도가 큰 바깥쪽에서 밀도가 작은 안쪽으로 힘이 작용하므로 두 도선은 서로 끌어당긴다.

35. 위쪽 나침반의 N극은 척력을 받고, 왼쪽 나침반의 N극은 인력을 받는다.

36. 코일이 만드는 자기장의 세기는 코일의 감은 수가 많을수록, 전류의 세기가 셀수록 세다.

37. 직선 도선의 왼쪽에서는 자기장의 방향이 종이면에서 나오는 방향이고, 전자의 이동에 의한 전류의 방향은 왼쪽이므로 오른손을 이용하면 전자는 위쪽으로 힘을 받는다는 것을 알 수 있다.

38. 전자의 이동 방향은 전류의 방향과 반대이므로, 오른손을 이용하여 자기장 속에서 전자가 받는 힘을 알아보면 전자는 종이면을 뚫고 나오는 방향으로 힘을 받는다는 것을 알 수 있다.

39. 전류의 방향은 전자의 이동 방향과 반대이다. 오른손을 이용하여 자기장 속에서 전자가 받는 힘을 알아보면, 전자는 남쪽으로 힘을 받는다는 것을 알 수 있다.

40. 전자는 동일 평면 위에서 항상 일정한 크기의 힘을 운동 방향과 수직 방향으로 받는다. 운동하는 물체가 운동 방향과 수직 방향으로 힘을 받으면 물체는 원운동을 한다.