2017년 국가직 7급 공개경쟁채용 전기자기학 가책형 기출문제

2017년 국가직 7급 공개경쟁채용 전기자기학 가책형 20문항 중 11문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 20분입니다. 나머지 9문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

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1번
완전도체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1. ①완전도체는 도전율이 무한대인 이상적인 도체이다.
2. ②외부 전계에 의해 대전된 완전도체의 표면은 등전위가 된다.
3. ③완전도체의 내부에서 전계의 크기는 0이다.
4. ④완전도체와 자유공간의 경계면에서 전계의 법선 성분은 0이다.
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3번
저항 24[ Ω ]의 코일을 지나는 자속이 0.3 \cos ( 800 t )[Wb]일 때, 코일에 흐르는 유도 전류의 최댓값[A]은?
1. ①10
2. ②20
3. ③30
4. ④40
4번
전자기파에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, \epsilon은 유전율, \mu는 투자율이다)
1. ①일반적인 전자기파의 물리적인 현상을 맥스웰 방정식으로 설명할 수 있다.
2. ②균일하고 등방성의 일반 매질에서 전자기파의 전파속도 v는 \sqrt{{\epsilon \mu}}이다.
3. ③균일하고 등방성의 일반 매질에서 고유 임피던스 \eta는 \sqrt{{\frac{{\mu}}{{\epsilon}}}}이다.
4. ④균일 평면파는 전계와 자계의 진동방향에 대하여 수직인 방향으로 진행한다.
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6번
무손실의 자유공간을 진행하고 있는 균일 평면파의 시변전계가 {\vec{{E}}} \, = - E_{{0}} \cos ( \omega t - kz ) {\vec{{a_{{y}}}}} \,[V/m]이다. 평면파의 전계 크기 E_{{0}}는 2[V/m], 주파수는 300[MHz]일 때, 균일 평면파가 갖는 시평균 전력밀도[W/m²]는? (단, \epsilon_{{0}} = \frac{{1}}{{36 \pi}} \times 10^{{- 9}}[F/m], \mu_{{0}} = 4 \pi \times 10^{{- 7}}[H/m]이다)
1. ①\frac{{1}}{{180 \pi}}
2. ②\frac{{1}}{{120 \pi}}
3. ③\frac{{1}}{{60 \pi}}
4. ④\frac{{1}}{{30 \pi}}
7번
선형, 등방성과 균질성(linear homogeneous isotropic) 유전체에서 힘, 전계, 전위 그리고 에너지에 대한 설명이다. 다른 모든 조건의 변화는 없고 유전체의 비유전율만 증가할 때, 일어날 수 있는 현상으로 옳지 않은 것은?
1. ①유전체 내부의 한 점에서 같은 거리에 있는 점전하로부터 받는 힘의 크기가 감소한다.
2. ②평행판 커패시터의 두 도체판 사이에 존재하는 전계의 크기가 감소한다.
3. ③유전체 내부에 존재하는 전하에 대한 전위가 감소한다.
4. ④평행판 커패시터에 저장된 정전에너지가 감소한다.
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10번
원천(source)이 없는(\rho_{{v}} = {\vec{{J}}} \, = 0) 무손실 자유공간을 진행하는 시변전계가 {\vec{{E}}} \, = E_{{0}} \cos ( \omega t - kz ) {\vec{{a_{{x}}}}}[V/m]일 때, 시변자계 {\vec{{H}}} \,[A/m]는? (단, \omega는 각주파수, k는 파수(wave number), \rho_{{v}}는 체적전하밀도, \vec{{J}}는 전류밀도, \mu_{{0}}는 자유공간의 투자율이다)
1. ①E_{{0}} \frac{{k}}{{\mu_{{0}} \omega}} \, \cos ( \omega t - kz ) \vec{{a_{{y}}}}
2. ②E_{{0}} \frac{{\mu_{{0}} \omega}}{{k}} \, \sin ( \omega t - kz ) \vec{{a_{{y}}}}
3. ③E_{{0}} \frac{{k}}{{\mu_{{0}} \omega}} \, \sin ( \omega t - kz ) \vec{{a_{{z}}}}
4. ④E_{{0}} \frac{{\mu_{{0}} \omega}}{{k}} \, \cos ( \omega t - kz ) \vec{{a_{{z}}}}
11번
자유공간에서 시변전계와 시변자계에 대한 설명으로 옳은 것은?
1. ①전속밀도의 시간 변화율 \frac{{Partial {\vec{{D \,}}}}}{{Partial t}} \,의 단위는 [A/m³]이다.
2. ②시변전계와 시변자계는 독립적으로 서로 무관하다.
3. ③자계가 시간에 따라 변화가 있을 때 {\vec{{\nabla}}} \, \, ․ \, {\vec{{H \,}}} \, = \, 0이다.
4. ④전계가 시간에 따라 변화가 있을 때 \oint_{{}}^{{}} {{\vec{{E \,}}} \, \, ․ \, {\vec{{dl}}}} \, = \, 0 \,이 된다.
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14번
선형, 등방성과 균질성(linear homogeneous isotropic) 물질에서 도전율이 5[S/m]이고 비유전율이 \epsilon_{{r \,}}이다. 주파수 1[GHz]에서 이 물질에 대해 전도전류밀도(conduction current density)의 크기와 변위전류밀도(displacement current density)의 크기가 같다. 이 물질의 비유전율은? (단, \epsilon_{{0}} = \frac{{1}}{{36 \pi}} \times 10^{{- 9}}[F/m]이다)
1. ①1
2. ②18
3. ③30
4. ④90
15번
선형, 등방성과 균질성(linear homogeneous isotropic) 자성체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, \chi_{{m}}은 자화율, \mu_{{0}}는 자유공간의 투자율, \mu_{{r}}은 비투자율, {\vec{{M}}}_{{}}은 자화, \vec{{B}}는 자속밀도, {\vec{{J}}}_{{b}}는 속박전하에 의한 체적전류밀도, {\vec{{J}}}_{{f}}는 자유전하에 의한 체적전류밀도이다)
1. ①자화율과 비투자율이 상수이다.
2. ②\vec{{\nabla}} \, \, ․ \, \vec{{M}} = 0
3. ③{\vec{{J}}}_{{b}} = \mu_{{r}} {\vec{{J}}}_{{f}}
4. ④{\vec{{M}}} = \frac{{\chi_{{m}}}}{{\left( 1 + \chi_{{m}} \right) \mu_{{0}}}} {\vec{{B}}}
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17번
자유공간에서 균일 자속밀도가 \vec{{B}} \, = B_{{1}} \vec{{a_{{x}}}} + B_{{2}} \vec{{a_{{z}}}}[T]이고, 한 변의 길이가 a \,[m]인 정사각형 루프가 z = 0인 xy평면에 놓여 있다. 이 루프에 반시계방향으로 전류 I \, \,[A]가 흐를 때, 이 루프에 작용하는 힘[N]과 토크(torque)[N․m]의 크기는?
1. ①Ia \left| B_{{1}} - B_{{2}} \right|, Ia^{{2}} B_{{1}}
2. ②Ia \left| B_{{1}} - B_{{2}} \right|, Ia^{{2}} B_{{2}}
3. ③0, Ia^{{2}} B_{{1}}
4. ④0, Ia^{{2}} B_{{2}}
18~19번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
20번
균일 평면파가 매우 큰 도전율을 갖는 양도체(good conductor)에 입사되었을 때의 설명으로 옳지 않은 것은?
1. ①양도체에 큰 전도전류가 흘러 저항성 손실이 발생한다.
2. ②양도체에서 감쇠상수(attenuation constant)와 위상상수(phase constant)는 같은 값을 갖는다.
3. ③양도체의 표피두께(skin depth)는 주파수의 제곱근에 반비례한다.
4. ④전계의 최대점과 자계의 최대점은 90도 위상차가 난다.