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21.

주 자극간의 거리를 2배로 하면 자극사이에 작용하는 힘은 어떻게 되는가?

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① 2배로 된다.

② 4배로 된다.

③ 1/2로 된다.

④ 1/4로 된다.

핵심 해설

자극 사이의 힘은 거리의 제곱에 반비례합니다. 거리를 2배로 하면 힘은 \(1/2^2=1/4\)이 됩니다.

학습 포인트

이 문항은 자극 사이에 작용하는 자기력의 거리 의존성을 묻는 전기자기학 기초 문제입니다. 자기력은 거리의 제곱에 반비례하므로 계전기, 전자석, 전동기 등 전자기 장치의 힘 변화를 예측할 때 중요한 원리입니다.

선지별 해설

자극 사이의 힘은 쿨롱형 법칙과 같이 거리 \(r\)에 대해 \(1/r^2\)로 변합니다.
문제에서 거리가 2배가 되었으므로 힘은 \(1/2^2\)로 줄어듭니다.
따라서 작용하는 힘은 1/4이 되며 정답은 ④입니다.
① [X] 거리가 2배가 되면 힘이 증가하는 것이 아니라 감소하므로 2배는 부적절합니다.
② [X] 거리의 제곱에 비례한다고 잘못 적용하면 4배가 되지만, 실제로는 제곱에 반비례합니다.
③ [X] 1/2은 거리에 단순 반비례한다고 보았을 때의 값으로, 제곱 반비례 법칙을 반영하지 못합니다.
④ [O] 1/4은 거리 2배에 대해 \(1/2^2\)가 적용된 결과이므로 적절합니다.

암기 팁

자극 사이 힘은 거리의 제곱에 반비례합니다. 전자기력 문제에서는 ‘2배 거리 → 1/4 힘’을 기본 패턴으로 기억하시면 됩니다.

맞춤 꼼수

거리 변화가 나오면 단순 반비례가 아니라 제곱 반비례인지 먼저 확인하시고 \(1/2^2\)를 적용하시면 됩니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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