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2025년 근로감독 및 산업안전 분야 국가공무원 7급 공개경쟁채용 전기자기학 가책형 기출문제

2025년 근로감독 및 산업안전 분야 국가공무원 7급 공개경쟁채용 전기자기학 가책형 25문항 중 19문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 25분입니다. 나머지 6문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

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  1. 1번
    전계 {\vec{{E}}} \, = 2 {\vec{{a_{{x}}}}}_{{}} - 3 {\vec{{a_{{y}}}}}_{{}} + 4 {\vec{{a_{{z}}}}}_{{}} \,[V/m] 내에서 전하 Q＝2[\muC]를 원점 O(0, 0, 0)에서 자유공간의 한 점 P(3, 0, －2)로 옮기는 데 필요한 일[J]은? (단, 좌표상의 거리는 [m] 기준이다)
    1. ①4 \, \times 10^{{- 6}}
    2. ②4 \, \times 10^{{- 3}}
    3. ③4 \, \times 10^{{3}}
    4. ④4 \, \times 10^{{6}}
  2. 2번
    자유공간에서 점전하 Q＝6[nC]이 원점에 있을 때, 점전하로부터 거리 r＝2[m]에서의 전위[V]는? (단, 무한원점에서의 전위는 V＝0[V]이고, \epsilon_{{0}} = \frac{{1}}{{36 \pi}} \times 10^{{- 9}} \,[F/m]이다)
    1. ①－54
    2. ②－27
    3. ③27
    4. ④54
  3. 3번
    무한균질의 두 등방성 유전체가 z = 0인 평면을 경계로 접해 있고, z \ge 0인 영역에는 비유전율 \varepsilon_{{r 1}} = 4인 매질, z < 0에는 비유전율 \varepsilon_{{r 2}} = 3인 매질이 놓여 있다. z \ge 0인 영역에서의 전계 {\vec{{E}}}_{{1}} =5 {\vec{{a}}}_{{x}} - 2 {\vec{{a}}}_{{y}} + 3 {\vec{{a}}}_{{z}} \,[kV/m]라고 할 때, z < 0에서의 전계 {\vec{{E_{{2}}}}} \,[kV/m]는? (단, 두 매질의 경계면에 존재하는 표면전하밀도 \rho_{{s}} = 0 \,[C/m2]이다)
    1. ①{\vec{{a}}}_{{x}} - 3 {\vec{{a}}}_{{y}}
    2. ②{\vec{{a}}}_{{x}} - 3 {\vec{{a}}}_{{y}} + 4 {\vec{{a}}}_{{z}} \, \,
    3. ③5 {\vec{{a}}}_{{x}} - 2 {\vec{{a}}}_{{y}}
    4. ④5 {\vec{{a}}}_{{x}} - 2 {\vec{{a}}}_{{y}} + 4 {\vec{{a}}}_{{z}} \, \,
  4. 4번
    －3[C]의 점전하가 전계 {\vec{{E}}} \, = {\vec{{a_{{x}}}}} - 2 {\vec{{a_{{y}}}}} + {\vec{{a_{{z}}}}} \,[V/m] 내에 있을 때, 점전하에 작용하는 힘 {\vec{{F}}} \,[N]은?
    1. ①- 2 {\vec{{a_{{x}}}}} + 4 {\vec{{a_{{y}}}}} - 2 {\vec{{a_{{z}}}}}
    2. ②2 {\vec{{a_{{x}}}}} - 4 {\vec{{a_{{y}}}}} + 2 {\vec{{a_{{z}}}}}
    3. ③- 3 {\vec{{a_{{x}}}}} + 6 {\vec{{a_{{y}}}}} - 3 {\vec{{a_{{z}}}}}
    4. ④3 {\vec{{a_{{x}}}}} - 6 {\vec{{a_{{y}}}}} + 3 {\vec{{a_{{z}}}}}
  5. 5번
    전계 {\vec{{E}}} \,와 자계 {\vec{{H}}} \,로 구성된 전자파의 특징으로 옳지 않은 것은?
    1. ①전자파는 {\vec{{E}}} \, \times {\vec{{H}}} 방향으로 진행한다.
    2. ②전계 {\vec{{E}}} \,와 자계 {\vec{{H}}} \,의 비는 \frac{{E}}{{H}} \, = \sqrt{{\frac{{\epsilon}}{{\mu}}}}이다.
    3. ③전계와 자계는 공존하면서 상호 직각 방향으로 진동한다.
    4. ④진공에서 전계와 자계의 위상차는 없다.
  6. 6번
    자유공간에서 진행하는 전자파의 전계 {\vec{{E}}} \, = 10 \, \sin \, ( \, \omega t - 3 x - 4 z ) {\vec{{a_{{y}}}}} \,[V/m]일 때, 각주파수 \omega[rad/s]는? (단, 자유공간에서 빛의 속도는 3 \times 10^{{8}} \,[m/s]이다)
    1. ①1.5 \times 10^{{9}}
    2. ②3.0 \times 10^{{9}}
    3. ③4.5 \times 10^{{9}}
    4. ④6.0 \times 10^{{9}}
  7. 7번
    체적전하밀도 \rho_{{v}}[C/m3]로 균일하게 분포된 반지름 r＝5[m]인 구(sphere)가 있을 때, r＝2[m] 영역 내의 총 전하 Q \,[C]는?
    1. ①\frac{{4 \pi}}{{3}} \rho_{{v}}
    2. ②\frac{{8 \pi}}{{3}} \rho_{{v}}
    3. ③\frac{{16 \pi}}{{3}} \rho_{{v}}
    4. ④\frac{{32 \pi}}{{3}} \rho_{{v}}
  8. 8번
    전류 5[A]가 흐르고 있는 길이 10[m]의 도체를 자속밀도가 1[Wb/m2]인 균일 자계에 대해 30°로 놓았을 때, 이 도체가 받는 힘[N]은?
    1. ①20
    2. ②25
    3. ③30
    4. ④35
  9. 9번
    전속밀도와 자속밀도의 발산에 대한 설명으로 옳은 것은?
    1. ①둘 다 영(zero)이다.
    2. ②전속밀도에 대해서는 영이다.
    3. ③자속밀도에 대해서는 영이다.
    4. ④둘 다 시간상으로 변하지 않으면 영이고, 시변 상태에서는 영이 아니다.
  10. 10번
    비유전율 \epsilon_{{r}}＝36, 비투자율 \mu_{{r}}＝1인 액체 속에서 전자파의 주파수가 200[MHz]일 때, 파장[m]은? (단, 자유공간에서 빛의 속도는 3 \times 10^{{8}} \,[m/s]이다)
    1. ①0.18
    2. ②0.25
    3. ③0.5
    4. ④0.72
  11. 11~12번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  12. 13번
    자유공간에서 자계가 {\vec{{H}}} \, = \, - 600 \, {\vec{{a}}}_{{y}}[A/m]일 때, 원점에서 반지름 r＝1[cm]인 구(sphere)의 내부 영역에 저장된 에너지[J]는?
    1. ①0.12\pi \mu_{{0}}
    2. ②0.24\pi \mu_{{0}}
    3. ③0.36\pi \mu_{{0}}
    4. ④0.48\pi \mu_{{0}}
  13. 14~15번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  14. 16번
    z \ge 0의 영역은 매질 1(비투자율 \mu_{{r 1}} = 1), z < 0의 영역은 매질 2(비투자율 \mu_{{r 2}} = 1.5)로 구성되어 있다. 두 매질의 경계인 xy평면에 표면전류 {\vec{{J}}} \, = \, 3 {\vec{{a_{{x}}}}} \,[A/m]가 있을 때, z \ge 0에서의 자계강도 {\vec{{H}}}_{{1}} =7 {\vec{{a_{{x}}}}} + 11 {\vec{{a_{{y}}}}} + 18 {\vec{{a_{{z}}}}} \,[A/m]라면 z < 0인 영역에서의 자계강도 {\vec{{H}}}_{{2}}[A/m]는?
    1. ①7 {\vec{{a_{{x}}}}} + 8 {\vec{{a_{{y}}}}} + 12 {\vec{{a_{{z}}}}}
    2. ②7 {\vec{{a_{{x}}}}} + 8 {\vec{{a_{{y}}}}} + 27 {\vec{{a_{{z}}}}}
    3. ③7 {\vec{{a_{{x}}}}} + 14 {\vec{{a_{{y}}}}} + 12 {\vec{{a_{{z}}}}}
    4. ④7 {\vec{{a_{{x}}}}} + 14 {\vec{{a_{{y}}}}} + 27 {\vec{{a_{{z}}}}}
  15. 17번
    특성임피던스가 50[Ω]인 무왜곡 전송선로의 단위길이당 커패시턴스 C＝1[pF/m]이고, 감쇄상수 \alpha = 1 \times 10^{{- 3}} \,[Np/m]이다. 이때, 단위길이당 컨덕턴스 G \,[\muS/m]는?
    1. ①20
    2. ②50
    3. ③200
    4. ④500
  16. 18번
    자유공간에서 z축을 따라 선전하밀도 \rho_{{l}} = 3 \pi \times 10^{{- 3}} \,[C/m]가 무한한 길이에 균일하게 분포해 있을 때, 무한 직선도체로부터 1[m]와 3[m] 떨어진 두 지점 사이의 전위차[V]는?
    1. ①\frac{{10^{{- 3}}}}{{3 \varepsilon_{{0}}}} \ln 3
    2. ②\frac{{10^{{- 3}}}}{{\varepsilon_{{0}}}} \ln 3
    3. ③\frac{{3 \times 10^{{- 3}}}}{{2 \varepsilon_{{0}}}} \ln 3
    4. ④\frac{{3 \times 10^{{- 3}}}}{{\varepsilon_{{0}}}} \ln 3
  17. 19번
    반지름 a = 3 \times 10^{{- 3}} \,[m], 길이 l = 18 \times \pi \times 10^{{3}} \,[m]인 원통형 도체의 저항 R＝2[Ω]이다. 해당 도체의 도전율 \sigma[S/m]는?
    1. ①1 \times 10^{{9}}
    2. ②3 \times 10^{{9}}
    3. ③6 \times 10^{{9}}
    4. ④9 \times 10^{{9}}
  18. 20번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  19. 21번
    자유공간에서 z = 0 평면에 {\vec{{K}}} \, = 6 {\vec{{a_{{x}}}}} \,[A/m]인 면전류가 있고, 점 P(0, 0, 3)를 지나고, x축과 평행하게 놓여 있는 무한히 긴 도선에 x방향으로 9 \pi[A]의 전류가 흐르고 있다. 이때, 자계가 0[A/m]이 되는 지점으로 옳은 것은?
    1. ①P(0, 0, 1)
    2. ②P(0, 0, 1.5)
    3. ③P(0, 0, 2)
    4. ④P(0, 0, 2.5)
  20. 22번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  21. 23번
    간격이 d[m]이고, 면적이 A \,[m2]인 두 개의 평행한 도체판 사이에 유전율 \epsilon과 도전율 \sigma의 유전체가 채워진 커패시터가 있다. 이 커패시터에 v ( t ) = v_{{o}} \cos ( \omega t )[V]의 교류 전압을 인가할 때, 발생하는 변위전류 I_{{d}} \,[A]는?
    1. ①\frac{{A \sigma v_{{o}}}}{{d}} \, \cos ( \omega t )
    2. ②- \frac{{A \sigma v_{{o}}}}{{d}} \, \sin ( \omega t )
    3. ③\frac{{A \epsilon \omega v_{{o}}}}{{d}} \, \cos ( \omega t )
    4. ④- \frac{{A \epsilon \omega v_{{o}}}}{{d}} \, \sin ( \omega t )
  22. 24번
    무손실 유전체에서 진행하는 균일 평면파의 전계가 {\vec{{E}}} \, =2 \cos ( 10^{{8}} t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{x}} - \sin ( 10^{{8}} t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{y}} \,[V/m]일 때, 자계 {{{\vec{{H}}}}} \,[A/m]는? (단, \epsilon_{{0}} = \frac{{1}}{{36 \pi}} \times 10^{{- 9}} \,[F/m], \mu_{{r}} = 1, \mu_{{0}} = 4 \pi \times 10^{{- 7}} \,[H/m], 자유공간에서 빛의 속도는 3 \times 10^{{8}} \,[m/s]이다)
    1. ①\frac{{1}}{{120 \pi}} [ \sin ( 10^{{8}} \, t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{x}} + 2 \, \cos ( 10^{{8}} \, t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{y}} ]
    2. ②\frac{{1}}{{120 \pi}} [ - \sin ( 10^{{8}} \, t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{x}} + 2 \, \cos ( 10^{{8}} \, t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{y}} ]
    3. ③\frac{{1}}{{60 \pi}} [ \sin ( 10^{{8}} \, t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{x}} + 2 \, \cos ( 10^{{8}} \, t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{y}} ]
    4. ④\frac{{1}}{{60 \pi}} [ - \sin ( 10^{{8}} \, t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{x}} + 2 \, \cos ( 10^{{8}} \, t - \frac{{2}}{{3}} z ) {\vec{{a}}}_{{y}} ]
  23. 25번
    비유전율 \varepsilon_{{r}} \, = \, 5인 유전체에 전위 V \, = \, - 4 x + 3 y \,[V]를 인가했을 때, 분극의 세기 P \,[C/m2]는? (단, \epsilon_{{0}} = \frac{{1}}{{36 \pi}} \times 10^{{- 9}} \,[F/m]이다)
    1. ①\frac{{5 \times 10^{{- 9}}}}{{36 \pi}}
    2. ②\, \frac{{10^{{- 9}}}}{{9 \pi}}
    3. ③\frac{{10^{{- 9}}}}{{36 \pi}}
    4. ④\frac{{5 \times 10^{{- 9}}}}{{9 \pi}}