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1[9급 지방직 고졸경채 전기이론] 17년 1회차
같은 크기의 전하량을 가진 점전하가 진공 중에서 1 m 간격으로 있을 때 두 전하 사이에 9×1099\times10^{9} [N]의 힘이 작용한다면, 점전하의 전하량[C]은? (단, 매질이 진공인 경우의 유전율은 8.854×10−128.854\times10^{-12} [F/m]이고 비유전율은 1이다)
1
9×10−49\times10^{-4}
2
9×1099\times10^{9}
3
3×1033\times10^{3}
4
1
해설

점전하의 전하량은 1 C1\,\mathrm{C}이다.

진공 중 쿨롱 법칙은 F=Q1Q24πε0r2F=\dfrac{Q_1Q_2}{4\pi\varepsilon_0 r^2}이며, 14πε0≈9×109\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\approx9\times10^{9}이다.

9×109=9×109×Q2129\times10^{9}=9\times10^{9}\times\dfrac{Q^2}{1^2}
Q2=1, Q=1 CQ^2=1,\ Q=1\,\mathrm{C}

  • 9×10−4 C9\times10^{-4}\,\mathrm{C}를 대입하면 힘이 약 7.3×103 N7.3\times10^{3}\,\mathrm{N}에 그쳐 주어진 힘보다 훨씬 작다.
  • 9×109 C9\times10^{9}\,\mathrm{C}는 쿨롱 상수(또는 힘의 크기)를 전하량으로 혼동한 값이다.
  • 3×103 C3\times10^{3}\,\mathrm{C}를 대입하면 힘이 8.1×1016 N8.1\times10^{16}\,\mathrm{N}로 지나치게 커진다.

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