2022 국가직 7급 전기자기학 문제 정답 (2차) - 2022.10.15.

 

221015 국가 7급 2차 전기자기학-나정답(2022-10-15 / 715.5KB / 744회)

 

221015 국가 7급 2차 전기자기학-나정답(2022-10-15 / 1.87MB / 156회)

 

 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 나 책형 1 쪽 전기자기학 문 1. 길이가 50 [cm]이고 권선수가 400회인 원형 솔레노이드 내부에 비투자율이 2,000인 철심을 넣고 10 [A]의 전류를 흘려줄 때, 솔레노이드 내부의 자속밀도 B의 크기[Wb/m2]는? (단, 자유공간의 투자율  ＝ ×  [H/m]이고, 솔레노이드의 길이는 철심의 반지름에 비해 매우 길다) ①  ②  ③  ④  문 2. 자유공간에서  ＝3[nC/m2]인 무한 면전하가 평면  ＝8 [m]에,  ＝ －4 [nC/m2]인 무한 면전하가 평면  ＝ 4 [m]에,  ＝ －4 [nC/m2]인 무한 면전하가 평면  ＝ －1 [m]에 놓여 있을 때, 점(0, 3, 4) [m]에서 전계[V/m]는? (단, 자유공간의 유전율     ×  [F/m]이다) ① a ② a ③ a ④ a 문 3.  평면 위에 있는 반지름이 1 [cm]인 반원 모양의 도선에 반시계 방향으로 10 [mA]의 전류가 흐를 때, 원점에서 자계 H의 크기[A/m]는? ①   ②   ③   ④   문 4. 자유공간에서 시변전계가 E  a  sin   [V/m]일 때, 시변자계 H [A/m]는? (단, 는 각주파수[rad/s], 는 위상상수[rad/m]이고, 자유공간의 고유임피던스는  [Ω]이다) ① a   sin  ②  a    sin  ③ a   cos  ④ a    cos  문 5. 자유공간에 자속밀도 B ＝ a  a  a  [Wb/m2]가 주어졌을 때,  ＝ 3 [m], 0 ≤  ≤ 1 [m], 1 ≤  ≤ 4 [m] 영역을 통과하는 자속[Wb]은? ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 문 6. 유전율 인 매질 1에서 유전율 인 매질 2로 입사하는 전자기파의 입사각과 굴절각이 각각 , 일 때, 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 두 매질의 투자율은 동일하고,   이다) ① Snell의 법칙에 의해 sin sin 는     이다. ② 입사각과 굴절각 , 는 경계면에 수직인 법선을 기준으로 측정한다. ③ Snell의 법칙은 편파 특성과 무관하다. ④    일 때의 입사각을 임계각 라 할 때,  < 인 경우 경계면을 투과하는 전력은 없다. 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 나 책형 2 쪽 문 7. 그림과 같이 특성 임피던스()가 50 [Ω]이고 길이가   인 무손실 전송선로를 저항 100 [Ω]으로 종단하고, 입력단에 저항 100 [Ω]을 병렬로 연결했을 때, 입력 임피던스 in [Ω]은? (단, 는 전송선로에서 전파하는 신호의 파장이다) ① 25 ② 50 ③ 75 ④ 100 문 8. 그림과 같이 자유공간에 0.2 [m] 떨어져 있는 무한히 길고 매우 얇은 도선 1과 도선 2에 각각 10 [A]의 전류가 같은 방향으로 흐른다. 도선 1에 의해 도선 2가 받는 단위 길이당 자기력[N/m]은? (단, 자유공간의 투자율   ×  [H/m]이다) ① a ② a ③ a ④ a 문 9. 입사파의 전계 E ＝ a   a  [V/m]가 평면  ＝0에 있는 완전 도체면에 수직 입사할 때, 반사파의 전계 E [V/m]는? ①  a   a   ②  a   a   ③  a   a   ④  a   a   문 10. 자유공간에 크기가 1 [nC]으로 동일한 세 양전하가 각각  ＝ (1, 0) [m],  ＝      [m],  ＝        [m]에 놓여 있다. 이 전하계에 저장된 정전에너지[nJ]는? (단, 자유공간의 유전율     ×  [F/m]이다) ①  ②  ③  ④  문 11. 비유전율  ＝2, 도전율   ×  [S/m]인 얼음판에 주파수  ＝ 15 [MHz]의 전자기파가 가해졌을 때, 손실 탄젠트는? (단, 자유공간의 유전율     ×  [F/m]이다) ① 3.6 ② 1.8 ③ 1.2 ④ 0.6 문 12. 자속밀도 0.8 [Wb/m2]인 균일한 자계와 30 °의 각을 이루는 길이 20 [cm]인 직선 도선이 있다. 이 도선에 10 [A]의 전류가 흐를 때, 도선이 받는 힘[N]은? ① 0.8 ② 0.6 ③ 0.4 ④ 0.2 문 13. 유전율   이고, 투자율   인 비전도성 유전체에서 전자기파의 시변전계가 E   acos   [V/m]일 때,  [rad/m]는? (단, 자유공간에서 위상속도는  ×  [m/s]이다) ① 1 ② 5 ③ 10 ④ 20 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 나 책형 3 쪽 문 14. 직각좌표계에서  ≤ 인 영역(영역 1)에 유전율이 인 유전체로 채워져 있고, 자유공간인    영역(영역 2)에 균일한 전계 E  aaa [V/m]가 존재할 경우, 유전체 영역에서의 전계 E[V/m]는? (단, 경계면에서 자유전하는 없다) ① aaa ② aaa ③ aaa ④ aaa 문 15. 자성체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 강자성체는 자기 포화 특성이 있다. ② 강자성체는 상자성체와 반자성체에 비해 투자율이 매우 크다. ③ 강자성체에서 자기이력곡선의 면적은 단위 체적당 에너지 손실에 해당한다. ④ 강자성체는 퀴리(Curie) 온도보다 낮을 때, 강자성의 성질이 없어지고 상자성체가 된다. 문 16. 그림과 같이 직사각형 도체 루프에 시변 자속밀도 B  acos  [Wb/m2]가 가해질 때, 유도기 전력의 최댓값[V]은? (단,  , , 는 양의 상수이다) ①  cos   ②  sin   ③   sin   ④   cos   문 17. 그림은 간략화한 스미스 차트(Smith chart)에 어떤 무손실 전송선로의 정규화된 부하 임피던스( )를 표시한 것이다. 스미스 차트의 원점 에서 까지의 길이가 0.6 [cm]일 때, 이 부하 임피던스에서 정재파비는? (단, 주어진 스미스 차트의 최외각 원의 반지름은 1.5 [cm]이다) ①   ②   ③   ④   문 18. 면적이 인 평행판 커패시터의 전극판 사이에 유전율이 다른 두 유전체를 그림과 같이 배치하였다. 유전체 표면의 면적이       이고, 유전율이   일 때, 두 커패시터가 동일한 정전용량을 갖기 위한 유전체 두께(   )사이의 관계식은? ①     ②     ③     ④     2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 나 책형 4 쪽 문 19. 그림과 같이 자유공간에 무한히 긴 도선에 전류    [A]가 축 방향으로 흐르고 있다. 이 도선으로부터 [m] 떨어진 거리에 길이   [m]인 금속봉이 축 방향으로 일정한 속도 u  a[m/s]로 움직인다고 할 때, 발생하는 전자기적 현상으로 옳지 않은 것은? (단, 는 양의 상수이고, 는 지점에서의 전압에 대한 지점에서의 상대적인 전압을 의미한다) ①  는 전류의 크기  에 비례한다. ② 변수   가 증가하면  는 증가한다. ③ 의 부호는 음수이다. ④ 무한히 긴 도선에 의한 자속밀도 B의 크기는 도선으로부터의 거리 에 반비례한다. 문 20. 그림과 같이 자유공간에 양전하  [C]가 원점에 놓여 있고 도체 껍질(shell)이 전하를 감싸고 있다. 도체 껍질의 내부와 외부 반지름이 각각  [m]와  [m]일 때, 도체 껍질 바깥 점  와 도체 껍질 안쪽 점  사이의 전위차[V]는? (단, 원점으로부터 점  와 점 까지 거리는 각각  [m]와  [m]이고, 자유공간의 유전율은 이다) ①           ②           ③                 ④                 문 21. 그림과 같이 평균 길이    [cm], 단면적    [cm2], 투자율   인 원통형 철심과 간격이    [mm]인 공극으로 구성된 토로이드가 있다. 권선수   인 코일에 전류    [A]가 흐를 때의 설명으로 옳지 않은 것은? (단,  ≫ 이며, 공극에서의 가장자리효과와 누설 자속은 무시하고, 공기의 투자율은    ×  [H/m]이다) ① 공극에 걸리는 기자력은 100 [A․t]이다. ② 공극에서의 자기저항은   ×   [A․t/Wb]이다. ③ 공극에서의 자속밀도는  [Wb/m2]이다. ④ 전체 자기저항은   ×   [A․t/Wb]이다. 문 22. 자유공간에서 자속밀도 B a   a  a  [Wb/m2]가 가해지고, 그림과 같이 사각형 도체 루프에 반시계 방향으로 전류    [A]가 흐를 때, 이 루프가 받는 자기력[N]은? (단, 루프는 평면   에 놓여 있고, 모든 길이의 단위는 [m]이다) ① 0 ② a  ③ a  ④ a 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전기자기학 나 책형 5 쪽 문 23. 그림과 같이 비유전율   이며, 두께가   인 매우 넓은 무손실 비자성 유전체 슬랩(dielectric slab)이 자유공간에 있을 때, 이 슬랩에 균일 평면파가 수직 입사하는 경우 매질 1과 매질 2의 경계면에서의 반사계수는? (단, 는 유전체 슬랩 내부에서 균일 평면파의 파장이다) ①    ②    ③   ④   문 24. 자유공간에 놓인 두 개의 양전하  가 거리 만큼 떨어져 있다. 또 다른 전하 를 두 전하 사이에 위치시켜 전체 전하계 전기력의 평형을 이루고자 할 때, 와 는?   ①       ②        ③       ④        문 25. 그림과 같이 정전용량이 각각    F,    F,    F인 세 개의 커패시터가 전위차가  인 기전력원에 연결되어 있다. 정전에너지가 큰 커패시터를 순서대로 바르게 나열한 것은? ①      ②      ③      ④     