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1[국회직 9급 전자공학개론] 26년 1회차
다음 그림과 같이 자유공간에서 두 점전하가 서로 2m 떨어져 있을 때, 정중앙에 위치한 점 A에서의 전계의 크기[V/m]{\mathbf{[ \mathrm{V} / m ]}}와 방향으로 옳은 것은? (단, 14πϵ0 =9×109[F/m]{\mathbf{\frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \, = 9 \times 10^{9} \mathrm{[} F / m ]}}이다)
문제 이미지
1
전계의 크기[V/m] 9×1099 \times 10^{9} / 방향 ㉠
2
전계의 크기[V/m] 18×10918 \times 10^{9} / 방향 ㉡
3
전계의 크기[V/m] 00 / 방향 없음
4
전계의 크기[V/m] 9×1099 \times 10^{9} / 방향 ㉡
5
전계의 크기[V/m] 18×10918 \times 10^{9} / 방향 ㉠
해설

점 A의 전계는 크기 18×109 V/m18\times 10^{9}\,\mathrm{V/m}, 방향은 ㉡(음전하 쪽)이다.

A는 각 전하에서 1 m1\,\mathrm{m} 떨어져 있다. 전계는 양전하에서 나가고 음전하로 들어가므로, 두 전하가 만드는 전계는 모두 오른쪽을 향해 더해진다.

전하 하나의 전계: E1=14πϵ0⋅Qr2=9×109×112=9×109 V/mE_{1}=\dfrac{1}{4\pi\epsilon_{0}}\cdot\dfrac{Q}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times\dfrac{1}{1^{2}}=9\times 10^{9}\,\mathrm{V/m}
합성: E=2E1=18×109 V/mE=2E_{1}=18\times 10^{9}\,\mathrm{V/m}

  • 9×1099\times 10^{9}, 방향 ㉠: 전하 하나의 크기만 쓴 값이고 방향도 반대이다.
  • 00, 방향 없음: 두 전하의 부호가 같을 때 중앙에서 나타나는 결과이다.
  • 9×1099\times 10^{9}, 방향 ㉡: 방향은 맞지만 두 전계를 합산하지 않았다.
  • 18×10918\times 10^{9}, 방향 ㉠: 크기는 맞지만 음전하 쪽이 아닌 양전하 쪽을 향한다.

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