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3개의 점전하 Q1=3C, Q2=1C, Q3=-3C을 점 P1(1, 0… | [전기철도기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기철도기사 필기] 18년 1회차
3개의 점전하 Q1=3C, Q2=1C, Q3=-3C을 점 P1(1, 0, 0), P2(2, 0, 0), P3(3, 0, 0)에 어떻게 놓으면 원점에서의 전계의 크기가 최대가 되는가?
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P1에 Q1, P2에 Q2, P3에 Q3
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P1에 Q2, P2에 Q3, P3에 Q1
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P1에 Q3, P2에 Q1, P3에 Q2
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P1에 Q3, P2에 Q2, P3에 Q1
해설

원점의 전계를 최대로 만들려면, 같은 방향으로 전계를 만드는 양전하는 가까이, 그 전계를 상쇄시키는 음전하는 멀리 배치해야 한다. 전계의 크기는 거리의 제곱에 반비례하므로 가까운 자리일수록 기여가 크다.

양전하 Q1=3CQ_1=3\mathrm{C}과 Q2=1CQ_2=1\mathrm{C}은 원점에서 같은 방향의 전계를 만들고, 음전하 Q3=−3CQ_3=-3\mathrm{C}은 반대 방향으로 이를 상쇄시킨다.

따라서 전하량이 큰 Q1Q_1을 가장 가까운 점에, 상쇄 효과가 큰 Q3Q_3을 가장 먼 점에 두고 Q2Q_2를 가운데 둘 때 전계의 크기가 최대가 된다.

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