전기자기학-가정답(2021-09-11 / 636.3KB / 932회)
2021년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 가 책형 1 쪽 전기자기학 문 1. 그림과 같이 네 개의 점전하가 변의 길이가 인 정사각형의 꼭짓점에 위치할 때, 점 에 위치한 전하에 작용하는 전기력 의 크기와 방향으로 적절한 것은? ① ② ③ ④ 문 2. [cm]와 [cm]에 놓인 완전도체 무한평판 사이에 비유전율이 2인 유전체가 채워져 있다. 아래에 놓인 평판의 전위가 5 [V]이고, 위에 놓인 평판의 전위가 -5 [V]일 경우, 두 평판 사이의 전계분포[V/m]는? ① 125 ② -125 ③ 250 ④ -250 문 3. 정전계에서 도체의 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 도체 내부의 전계세기는 0이다. ② 도체 표면의 접선방향에서 전계 의 선적분 ․ 의 값은 0이 아니다. ③ 도체 표면에서 전계의 법선성분 크기는 표면전하밀도에 비례한다. ④ 도체 표면은 등전위면이다. 문 4. 등방이고 선형인 자성체의 자기에너지밀도[J/m3]에 대한 옳은 표현식은? (단, 는 자속밀도[Wb/m2], 는 자계[A/m]의 크기이다) ① ② ③ ④ 문 5. 외부 자계가 인가되면 내부 자기모멘트의 영향으로 내부 자속밀도가 외부 자속밀도보다 커지고, 외부 자계가 제거되더라도 물질의 자계 상태가 잔류되는 자성체는? ① 반자성체 ② 상자성체 ③ 강자성체 ④ 반강자성체 문 6. 구좌표계의 원점에 전하량이 2 [C]인 점전하가 놓여 있는 자유 공간에서 [m], ≤ ≤ ≤ ≤ 인 영역의 구표면을 통과하는 전속[C]은? ① ② ③ ④ 2021년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 가 책형 2 쪽 문 7. 그림과 같이 자유공간에 놓인 각각 반지름이 [m]와 [m]인 두 동심 원통 도체 사이에 유전율 [F/m]인 유전체가 채워져 있다. 내부 도체에 선전하 [C/m]이 균일하게 분포되어 있다고 할 때, ≤ ≤ 에서 분극벡터의 크기[C/m2]는? (단, 자유공간의 유전율은 이다) ① ② ③ ④ 문 8. 그림과 같이 각각 반지름이 와 인 두 동심 도체 원통 사이에 비유전율이 서로 다른 유전체가 균등하게 4등분으로 채워져 있을 때 정전용량[F]은? (단, 는 자유공간의 유전율이고, , , , , [cm], [cm], [m] 이다) ① ② ③ ln ④ ln 문 9. 전극판의 면적이 [m2]이고 간격이 [m]인 평행판 커패시터에 유전율이 [F/m]인 수지를 가득 채우고 두 전극판 사이에 [V]의 전압을 인가한다면 전극판에 작용하는 힘[N]은? ① ② ③ ④ 문 10. 변의 길이가 각각 [m], [m]인 직사각형 회로에 전류 [A]가 흐를 때, 회로의 중심에서 자계 의 크기[A/m]는? ① ② ③ ④ 2021년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 가 책형 3 쪽 문 11. 그림과 같이 원통형 자성체에 코일을 감은 형태인 솔레노이드의 인덕턴스를 증가시키는 방법으로 옳지 않은 것은? ① 코일 감은 수 을 증가시킨다. ② 자성체의 반지름 을 증가시킨다. ③ 자성체의 비투자율 을 증가시킨다. ④ 솔레노이드에 인가하는 전류 를 증가시킨다. 문 12. 특성 임피던스가 [Ω]인 무손실 전송 선로의 길이가 [m]이고 위상 상수가 [rad/m]이며 부하 임피던스 [Ω]로 종단되어 있는데, 이 단락 회로(short circuit)일 경우 이 전송 선로 입력단에서 바라본 입력 임피던스[Ω]는? ① cot ② tan ③ tan ④ cot 문 13. 그림과 같이, 균일 자속밀도 가 있는 공간에 반지름이 인 원형 도체에 반시계 방향으로 전류 가 흐를 때, 점 에서 미소 길이 이 받는 미소 자기력의 방향은? (단, 는 원형 도체의 중심, 는 원형 도체상의 임의의 점, 는 지면을 뚫고 나오는 방향이다) ① 벡터 방향 ② 벡터 방향 ③ 자속밀도 의 방향 ④ 원형 도체의 접선방향 문 14. 동축 케이블의 내부 도체의 반지름이 [m]이고, 외부 도체의 반지름이 [m]일 때, 동축 케이블의 내부( ≤ ≤ , 는 동축 케이블 중심으로부터의 반지름)에서의 단위 길이당 자기 인덕턴스[H/m]는? (단, 동축 케이블 내부의 절연체는 비자성 물질이며, 도체는 매우 얇고, 는 자유공간의 투자율이다) ① ln ② ln ③ ln ④ ln 2021년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 가 책형 4 쪽 문 15. 전자기파에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 초음파는 가청음파보다 주파수가 높은 전자기파이다. ② 와이파이(Wi-Fi) 공유기가 공기 중으로 방사한 전자기파는 공기 중의 가시광선보다 파장이 길다. ③ 동일한 핸드폰이 방사한 전자기파의 전파 속도는 공기 중에서와 물속에서 같다. ④ 손실 매질에서 전파하는 균일 평면 전자기파의 전계와 자계는 서로 수직이 아니다. 문 16. 자유공간에서 평면 에 면전류 [A/m]가 흐르고, 직선 [m]에 선전류 [A]가 흐르고 있다. 위치 (0, 0, 2) [m]에서 측정한 자계가 이라면, 직선에 흐르는 선전류 [A]의 크기와 방향은? 크기 방향 ① ② ③ ④ 문 17. 속도 × [m/s]로 움직이는 전자가 자속밀도 [mWb/m2] 내의 한 점에서 힘을 받지 않을 경우, 이때 전자에 가해진 전계 [kV/m]는? ① ② ③ ④ 문 18. 그림과 같이 무한히 긴 가는 도선에 전류 이 흐르고 있고, 도선과 나란하게 놓인 직사각형 루프에 전류 가 흐르고 있다. 도선과 직사각형 루프의 상호 인덕턴스에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 와 를 고정하고, 만 줄이면 상호 인덕턴스가 증가한다. ② 와 를 고정하고, 만 줄이면 상호 인덕턴스가 감소한다. ③ 와 를 고정하고, 만 줄이면 상호 인덕턴스가 감소한다. ④ 전류 과 를 크게 하면 상호 인덕턴스가 증가한다. 문 19. 인 영역에 투자율이 4 [μH/m]인 매질 I이 있고, 인 영역에 투자율이 7 [μH/m]인 매질 II가 있다. 평면 에 면전류 [kA/m]가 흐른다. 매질 I에서 [mWb/m2]의 자속밀도가 주어질 때, 매질 II에서의 자속밀도 [mWb/m2]는? ① ② ③ ④ 문 20. 100 [Ω] 특성 임피던스를 갖는 무손실 전송선로 종단에 50 [Ω] 저항성 부하가 연결되어 있다. 전송 선로의 길이는 인가된 전압의 파장에 비해 충분히 길며, 부하에서 측정된 전압이 50 [V]일 때 부하로 전달되는 시간 평균 전력의 크기[W]는? ① 12.5 ② 25 ③ 50 ④ 1250 2021년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 가 책형 5 쪽 문 21. 전계 cos× [V/m]인 전자기파가 비유전율이 18, 비투자율이 2인 무손실 유전체 내에서 진행하고 있다. 이 전자기파의 위상 상수 [rad/m]를 포함한 자계 [A/m]는? (단, 자유공간의 고유 임피던스는 [Ω]이고, 자유공간의 광속은 × [m/s]이다) ① cos× ② cos× ③ cos × ④ cos× 문 22. 균일 평면파가 공기 중에서 바닷물로 수직 입사하여 진행한다. 이 균일 평면파의 주파수는 10 [MHz]이고, 바닷물의 비유전율이 100일 때, 바닷물에서의 이 균일 평면파의 위상 속도 [m/s], 파장 [m] 및 위상 상수 [rad/m]는? (단, 자유공간의 광속은 × [m/s]이고, 바닷물은 무손실 매질로 가정한다) ① × ② × ③ × ④ × 문 23. 공기 선로(air line)는 두 도체 사이의 유전체가 공기인 전송 선로이다. 주파수가 1 [GHz]에서 특성 임피던스가 50 [Ω]이고 위상 상수가 10 [rad/m]인 공기 선로의 단위 길이당 커패시턴스 [nF/m]는? (단, 공기 선로의 두 도체는 완전 도체로 가정한다) ① ② ③ ④ 문 24. 비자성 매질에서 평면파 sin × [V/m]가 진행하고 있다. 이 평면파가 평면을 통과하며 전달하는 시간 평균 전력 밀도[W/m2]는? (단, 자유공간의 유전율과 투자율은 각각 × [F/m], × [H/m] 이다) ① ② ③ ④ 0 문 25. 스미스 차트(Smith chart)는 정규화된 복소 부하 임피던스 ( , ≤ ≤ ∞이고 ∞ ≤ ≤ ∞)와 복소 반사 계수( )의 관계로부터 유도된 아래의 스미스 차트 방정식을 이용하여 그려진 그래프이다. 이 방정식으로부터 알려진 스미스 차트의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 의 조건하에서 스미스 차트의 가장 큰 원은 일 때 얻을 수 있다. ② ∞이면 복소 평면의 특정 좌표로 수렴된다. ③ 스미스 차트 방정식은 각각 과 값에 따라 그려지는 원의 방정식이다. ④ 모든 과 값에 대하여 그려진 원들은 복소 평면의 특정한 점을 지난다.