[물리 실험] 자기력의 측정 - 결과레포트

소개

실험장치
실험방법
실험결과
결과분석

의 순서로 작성하였습니다.

도선기판에 전류를 흘려주고 기판의 모양, 전류에 방향에 따른 자기장의 변화를

저울값의 변화로 측정, 유추하는 실험입니다.

목차

□ 실험 장비
□ 실험 방법
□ 실험결과
□ 연구문제 풀이

본문내용

그림 2 모양의 도선 기판을 연결하여 실험을 진행하였을 때에는 그림 1 모양의 도선 기판을 연결했을 때 보다 전류값에 따른 힘의 크기가 더 큰 것으로 보아 도선의 길이에 따라 전류와 자기장에 의해 생기는 힘이 비례하는 것을 확인 할 수 있다. 이 실험 역시 전류의 방향에 따라 힘의 방향이 바뀌어 저울의 값이 늘어나거나 줄어드는 것을 볼 수 있다.



□ 연구문제 풀이

1) 전류의 방향에 따라서 자기력의 방향이 달라지는데, 자기력의 방향과 무게의 변화에 대해 토의해 보자. 자기력의 방향과 무게의 변화가 반대일 것이다.

- 전류가 흐르는 도선에 작용하는 자기력은 전류와 자기장의 벡터가 이루는 평면에 수직방향으로 작용한다. 오른 나사 법칙에 따라, 전류 벡터에서 자기장의 벡터로 손을 돌릴 때 엄지손가락이 가르키는 방향이 바로 자기력, 힘의 방향이다. 이 때, 자기장의 방향을 반대로 작용하면 오른 나사 법칙을 통해 확인하는 힘의 방향은 이전의 정반대 방향이 된다. 실험에서는 힘의 방향이 중력의 방향과 중력의 반대방향으로 나타나게 되고, 그 결과 저울의 무게 값이 늘어나거나 줄어들게 된다.

2) 도선 키트를 이용하여 도선의 길이를 변화시켜 측정하였을 때, 도선의 길이가 무게에 변화를 주는 원인에 대해 생각해보자.

- 무게의 변화는 자기력, 즉 힘의 변화라고도 볼 수 있다. 전류가 흐르는 도선의 자기력은 로 표현할 수 있다. 전류벡터와 자기장벡터가 이루는 각을 라 할 때,
자기력의 크기는 로 표현할 수 있다. 위 실험에서 는 이므로 자기력은 전류의 세기 , 도선의 길이 , 자기장의 세기 에 비례하는 것을 알 수 있다. 도선의 길이가 힘에 영향을 미치므로 무게의 변화에도 영향을 미치게 된다.

3) 이번 실험은 자기력을 무게(=중력)와 같다고 놓고 측정하는데, 무게를 사용하지 않는다면 어떤 방법이 있을까 토의해 보자.

참고자료

· 없음