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일반물리 실험

 

2-3. 자기력 측정 (전류천칭)

결과보고서

1. 측정값

직선 도선의 길이 측정

 

도선번호(#)

#37

#38

#39

#40

5(#41)

6(#42)

도선길이(cm)

2

4

3

1

3×2

4×2

 

(1) 전류(I)를 변화시킬 때 (L=1cm)

 

번호

전류(A)

질량(g)

힘(dyne)

1

0.5

0.04

39.2

2

1

0.08

78.4

3

1.5

0.12

117.6

4

2

0.16

156.8

5

2.5

0.20

196.0

6

3

0.24

235.2

7

3.5

0.28

274.4

8

4

0.32

313.6

9

4.5

0.36

352.8

10

5

0.40

392.0

 

 

(2) 도선의 길이(L)을 변화시킬 때 (I=2A)

 

번호

도선의길이L(cm)

질량(g)

힘(dyne)

1

1.2

0.17

166.6

2

2.2

0.32

313.6

3

3.2

0.49

480.2

4

4.2

0.60

588.0

5

6.2

0.94

921.2

6

8.2

1.07

1048.6

 

[optional] 자기장(B)을 변화시킬 때 (I=2A, L=2cm)

 

자석수(개)

질량(g)

힘(dyne)

1

0.08

78.4

2

0.13

127.4

3

0.19

186.2

4

0.25

245.0

5

0.30

294.0

6

0.32

313.6

(3) 각도(θ)를 변화시킬 때 (I=4A, L(요크도선의 길이)=1cm)

 

각도(θ)

질량(g)

힘(dyne)

5

0.15

147

10

0.26

254.8

15

0.36

352.8

20

0.46

450.8

25

0.56

548.8

30

0.66

646.8

35

0.76

744.8

40

0.85

833

45

0.93

911.4

50

1

980

55

1.07

1048.6

60

1.13

1107.4

65

1.18

1156.4

70

1.23

1205.4

75

1.26

1234.8

80

1.29

1264.2

85

1.30

1274

90

1.30

1274

 

2. 결과 및 토의

앞에서 우리는, 자기장에서 전자가 받는 힘의 크기를 다음과 같이 정의하였다.

F = qv×B

이때,

q = it = i(L/v)

로 나타낼 수 있으므로, 이를 F=qv×B 에 대입하면,

F = i(L/v)v×B = iL×B = iLBsinθ

로 나타낼 수 있다.

 

이 실험에서는, 실험을 통해서 F∝i, F∝L, F∝B, 그리고 B와 L과의 각도 θ에 따른 F값의 변화를 알아보았다.

실험 셋팅 때, F의 방향이 위쪽으로 향하게 하여 저울에 측정되는 측정값을 측정하고, F=mg의 식을 이용해서 자기력 F를 구해주었다. 위의 표에서는 힘의 단위로 dyne을 사용하였는데, 참고적으로 1dyne=1 gcm/s2 으로, 1N=105dyne 이다.

 

실험(1)에서는 F와 I의 관계를 확인하기 위해 I의 값을 서서히 증가시켰다. 그 결과, 그래프는 직선의 그래프로 나타났으며, F∝i의 관계를 확인시켜 주었다. 단…(생략)

 

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