그림과 같이 찌그러진 모양의 속이 빈 중성 도체 안에 전하량이 Q인양전… | [7급 국가직 물리학개론] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 물리학개론] 26년 1회차

그림과 같이 찌그러진 모양의 속이 빈 중성 도체 안에 전하량이  $Q$ 인
양전하가 놓여 있다. 도체를 둘러싸고 있는 닫힌 면을 통과하는 전기
선속의 크기는? (단, 도체 밖은 진공이고, 진공 유전율은  $\epsilon_0$ 이다)

 $\frac{Q}{2\epsilon_0}$

 $\frac{Q}{\epsilon_0}$

 $\frac{2Q}{\epsilon_0}$

해설

닫힌 면을 통과하는 전기 선속은  $\dfrac{Q}{\epsilon_0}$ 이다.
가우스 법칙에서 선속은 닫힌 면 내부의 알짜 전하만으로 정해진다:  $\Phi=\dfrac{q_{\mathrm{in}}}{\epsilon_0}$ .
도체 안쪽 면에  $-Q$ , 바깥 면에  $+Q$ 가 유도되지만 도체는 중성이므로 내부 알짜 전하는 Q이고, 도체 모양과 무관하다.
0: 도체가 차폐한다고 오해한 값으로, 바깥 면의 유도 전하 때문에 선속은 0이 아니다.
 $\dfrac{Q}{2\epsilon_0}$ : 내부 전하를 절반으로 잡은 값으로 근거가 없다.
 $\dfrac{2Q}{\epsilon_0}$ : 점전하와 바깥 면 유도 전하를 중복해 더한 값이다.

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