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1[소방간부후보생 물리학개론] 26년 1회차
그림과 같이 전하 밀도가 각각 +σ+\sigma, −σ-\sigma, −σ-\sigma인 세 개의 무한 평면 도체가 서로 같은 거리로 떨어져 고정되어 있다.

네 영역 A, B, C, D에서 전기장 세기를 비교한 것으로 옳은 것은?
문제 이미지
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A > B = C = D
2
A = B > C = D
3
B > A = C = D
4
B > A > C = D
5
C > A = B > D
해설

전기장 세기는 B가 가장 크고 A, C, D는 모두 같다.

무한 평면 하나가 만드는 전기장 세기를 E0=σ2ε0E_0=\dfrac{\sigma}{2\varepsilon_0}라 하고 오른쪽을 (+)로 하여 세 평면의 전기장을 중첩한다. 양전하 평면은 바깥으로, 음전하 평면은 자기 쪽으로 전기장을 만든다.

A: −E0+2E0=E0-E_0+2E_0=E_0
B: E0+2E0=3E0E_0+2E_0=3E_0
C: E0−E0+E0=E0E_0-E_0+E_0=E_0
D: E0−2E0=−E0E_0-2E_0=-E_0 이므로 세기는 B만 3배이다.

  • A > B = C = D — A의 세기는 E0E_0로 B보다 작다.
  • A = B > C = D — B는 A의 3배로 둘이 같지 않다.
  • B > A > C = D — A와 C는 모두 E0E_0로 같다.
  • C > A = B > D — C는 E0E_0로 B보다 작고, D도 A와 세기가 같다.

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