2019년 국가직 7급 공개경쟁채용 전기자기학 가책형 기출문제

2019년 국가직 7급 공개경쟁채용 전기자기학 가책형 20문항 중 10문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 20분입니다. 나머지 10문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

1. 1번
   세 점 \mathrm{A}, \mathrm{B}, \mathrm{C}는 일직선상에 위치한다. 점 \mathrm{A}와 점 \mathrm{B}는 d[m]만큼 떨어져 있고 각각 전하 Q[C]가 놓여 있다. 점 \mathrm{C}에 전하 2 Q[C]를 놓았을 때 점 \mathrm{B}에 놓인 전하에 작용하는 힘은 평형상태를 유지한다. 점 \mathrm{C}의 위치는?
   1. ①점 \mathrm{A}로부터\sqrt{{2}} d
   2. ②점 \mathrm{A}로부터 2 d
   3. ③점 \mathrm{B}로부터\sqrt{{2}} d
   4. ④점 \mathrm{B}로부터 2 d
2. 2번
   자유공간상에 z축을 따라 전하밀도가 2[C/m]인 무한한 길이의 선전하가 균일하게 분포해 있고, 점 (0, 2, 0)[m]에 2[C]의 점전하가 놓여 있다. 이때, 점 (0, 1, 0)[m]에서의 전계[V/m]는? (단, \varepsilon_{{0}}는 자유공간의 유전율이다)
   1. ①- \frac{{1}}{{2 \pi \varepsilon_{{0}}}} {\vec{{a_{{y}}}}}
   2. ②\frac{{1}}{{2 \pi \varepsilon_{{0}}}} {\vec{{a_{{y}}}}}
   3. ③- \frac{{1}}{{\pi \varepsilon_{{0}}}} \vec{{a_{{y}}}}
   4. ④\frac{{1}}{{\pi \varepsilon_{{0}}}} \vec{{a_{{y}}}}
3. 3번
   균일한 전계 {\vec{{E}}}와 자계 {\vec{{H}}}가 함께 존재하는 자유공간에서 양전하가 속도 {\vec{{v}}}로 움직일 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
   1. ①이 전하가 받는 전기력은 전하의 속도에 무관하다.
   2. ②{\vec{{v}}} = 0일 경우, 이 전하는 전기력은 받지만 자기력은 받지 않는다.
   3. ③전하가 받는 전기력은 전계의 방향과 일치하고, 자기력은 자계의 방향과 일치한다.
   4. ④전기력은 전하의 운동에너지를 변화시키지만, 자기력은 전하의 운동에너지를 변화시키지 않는다.
4. 4~5번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
5. 6번
   비자성(nonmagnetic) 무손실 유전체로 채워진 공간에서 전파하는 균일 평면파의 전계가 {\vec{{E}}} \, = \cos ( 2 \pi \times 10^{8} t - 2 \pi z ) {\vec{{a_{{x}}}}} \, \, [ \mathrm{V} / \mathrm{m} ]이고, 시간평균 전력밀도의 크기가 \frac{{1}}{{80 \pi}} [ \mathrm{W} / \mathrm{m}^{2} ]로 주어질 때, 이 유전체의 비유전율(\varepsilon_{{r}})은? (단, 자유공간의 고유임피던스는 \eta_{{0}} = 120 \pi[Ω]이다)
   1. ①4
   2. ②9
   3. ③16
   4. ④25
6. 7번
   영역1(z < 0)에는 비유전율이 2, 영역2(z \ge 0)에는 비유전율이 4인 유전체로 채워져 있다. 영역1에서 전계가 \vec{{E_{{1}}}} \, = \, - 3 \vec{{a_{{x}}}} \, + 8 \vec{{a_{{z}}}} [V/m]일 때, 영역2에서 전계의 크기 | \vec{{E_{{2}}}} |[V/m]는?
   1. ①2
   2. ②3
   3. ③4
   4. ④5
7. 8~10번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
8. 11번
   전계 {\vec{{E}}} \, = {\vec{{a_{{x}}}}}[V/m]와 자속밀도 {\vec{{B}}} \, = 2 \, \, {\vec{{a_{{y}}}}}[Wb/m²]인 자유공간에서 단위 양전하가 속도 {\vec{{v}}}[m/s]로 움직일 때, 단위 양전하가 받는 힘이 0 \,이 되기 위한 속도 {\vec{{v}}}[m/s]는?
   1. ①- \frac{{1}}{{2}} \, {\vec{{a_{{z}}}}} \,
   2. ②\frac{{1}}{{2}} \, {\vec{{a_{{z}}}}} \,
   3. ③- 2 \, {\vec{{a_{{z}}}}} \,
   4. ④2 \, {\vec{{a_{{z}}}}} \,
9. 12번
   강자성체의 자기이력곡선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
   1. ①외부자계의 변화에 따라 자성체에 잔류자속이 남는다.
   2. ②자기이력곡선 내부의 면적은 에너지 손실에 비례한다.
   3. ③소자 혹은 탈자(demagnetization)에 이용되는 비선형 곡선이다.
   4. ④자속이 포화상태가 된 후 외부자계를 제거하면 잔류자속이 남지 않는다.
10. 13~14번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
11. 15번
    자계 {\vec{{H}}} \, = 0.1 \sin ( 10^{{3}} t + 10^{{2}} y ) {\vec{{a_{{z}}}}}[A/m]인 자유공간의 원점에서 시간 t = 0일 때, 변위전류밀도[A/m²]는?
    1. ①10 {\vec{{a_{{x}}}}}
    2. ②10 {\vec{{a_{{y}}}}}
    3. ③10 {\vec{{a_{{z}}}}}
    4. ④0
12. 16~17번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
13. 18번
    무손실 매질에서 전파하는 전자기파의 전계와 자계가 각각 {\vec{{E}}}＝120\picos(6\pi×10⁸t－4\piz){\vec{{a_{{x}}}}}[V/m], {\vec{{H}}}＝cos(6\pi×10⁸t－4\piz){\vec{{a_{{y}}}}}[A/m]로 주어질 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 자유공간의 전파속도 c＝3×10⁸[m/s]이고, 자유공간의 고유임피던스는 \eta_{{0}}＝120\pi[Ω]이다)
    1. ①이 전자기파의 동작 주파수는 300[MHz]이다.
    2. ②매질에서 전자기파의 전파속도는 1.5×10⁸[m/s]이다.
    3. ③매질에서 전자기파의 평균전력밀도는 60\pi[W/m²]이다.
    4. ④매질의 비투자율은 1이다.
14. 19번
    자속밀도가 10^{{3}} {\vec{{a_{{z}}}}}[Wb/m²]인 자유공간에서 반지름 50[cm]인 원형 도선이 z = 0평면에 놓여 있다. 이 도선에 3[mA]의 전류가 시계 반대방향으로 흐를 때, 원형 도선 전체에 가해지는 힘의 크기[N]는?
    1. ①0
    2. ②\pi
    3. ③2\pi
    4. ④3\pi
15. 20번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기