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1[9급 지방직 고졸경채 물리] 21년 1회차

그림 (가)는 동일한 크기의 전하량을 가진 두 점 전하 A, B를 각각  $x=0$ ,  $x=d$ 인 지점에 고정한 모습을 나타낸 것이다. 이때 B에 작용하는 전기력의 방향은  $+x$ 방향이다. 그림 (나)는 그림 (가)에 점 전하 C를  $x=3d$ 인 지점에 추가하여 고정한 모습을 나타낸 것으로 이때 B에 작용하는 알짜 힘은 0이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

전하량은 C가 A의 2배이다.

A와 B는 서로 다른 종류의 전하이다.

A와 C 사이에는 서로 당기는 힘이 작용한다.

B가 A에 작용하는 힘의 크기는 C가 A에 작용하는 힘의 크기보다 크다.

해설

B가 A에 작용하는 힘이 C가 A에 작용하는 힘보다 크다.
(가)에서 B가 +x 방향 힘을 받으므로 A, B는 같은 종류의 전하이다. (나)에서 B의 알짜힘이 0이 되려면 C가 B를 −x 방향으로 밀어야 하므로 C도 같은 종류이다.
B에서 힘의 평형:  $\dfrac{kq^2}{d^2}=\dfrac{kq\,q_C}{(2d)^2}$ 에서  $q_C=4q$ 이다.
A가 받는 힘: B에 의해  $\dfrac{kq^2}{d^2}$ , C에 의해  $\dfrac{k\cdot q\cdot4q}{(3d)^2}=\dfrac{4}{9}\cdot\dfrac{kq^2}{d^2}$ 로 B에 의한 힘이 더 크다.
C의 전하량이 A의 2배: 4배이다.
A와 B가 다른 종류: 서로 밀어내므로 같은 종류이다.
A와 C 사이 인력: 같은 종류이므로 척력이 작용한다.

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