연세대 물리(A+) 실험 레포트4자기력

목차

1. 실험결과 및 분석
1) 실험1. Force vs. Current
2) 실험2. Force vs. Length of current-carrying wire
3) 실험3. Force vs. Magnetic Field
4) 실험4. Force vs. Angle

2. 오차의 원인

3. 참고문헌

본문내용

1. 실험결과 및 분석
실험1. Force vs. Current
균일한 자기장에서 내에서 전류와 자기력 간의 관계를 알아보기 위한 실험을
진행하였다. 도선의 길이가 3.24cm 인 도선 기판을 택하여 도선 홀더에 끼운 후 자석을
전자저울 위에 올려 놓고 도선 기판이 자석의 틈 사이에 위치하도록 조정한다. 전류를
0.5A 단위로 증가시키면서 질량을 측정하였다. 그 결과는 아래 <표 1>과 같다.

<중 략>

Q. 전류와 자기력의 관계는 어떠한가? 도선에 흐르는 전류 의 변화는 자기력에 어떤 영향을 준다고 할 수 있는가?

A. <그래프 1>에서 전류의 세기(I)가 증가함에 따라 도선에 작용하는 자기력의 크기(F)도 비례하여 증가함을 관찰할 수 있었다. 따라서 전류와 자기력은 비례관계임을 알 수 있다. 자기장 B⃗ 가 도선에 각도 ∅만큼 비스듬하게 작용할 때 도선에 작용하는 자기력은 F = IlB sin ∅이므로 실험 결과와 이론식이 일치함을 알 수있다.

실험2. Force vs. Length of current-carrying wire
균일한 자기장에서 내에서 도선의 길이와 자기력 간의 관계를 알아보기 위한 실험을 진행하였다. 전류를 2.0A 로 고정하고 도선 길이가 다른 도선 기판으로 교체하면서 질량을 측정하였다. 그 결과는 아래 <표 3>와 같다.

<중 략>

Q. 자석의 개수와 자기력의 관계는 어떠한가? 자석의 개수는 전류가 흐르는 도선과 자기장 사이에 어떤 영향을 주 는가? 자석의 개수와 자기장의 세기가 비례한다고 할 수 있는가?

A. <그래프 3>에서 자석의 개수가 증가함에 따라 도선에 작용하는 자기력의 크기(F)도 대체로 증가함을 관찰할 수 있었다. 자석의 개수와 자기장의 세기가 완전히 비례하지는 않으므로 자석의 개수와 전류에 작용하는 자기력의 크기도 완전히 비례하다고 할 수는 없지만, 전류가 흐르는 도선에 작용하는 힘에 변화를 유발하므로 자석의 개수는 자기력의 크기를 결정하는 요소라는 것을 알 수 있다.

참고 자료

Young & Freedman, University Physics (14th ed.), Pearson, 2016
25.1 Current (p.841-844)
27.2 Magnetic Field (p.907-911)
27.6 Magnetic Force on a Current-Carrying Conductor (p.920-923)
http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/204_MagneticForce_KOR.pdf