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1[전기산업기사 필기] 20년 1회차
반지름이 9cm인 도체구 A에 8C의 전하가 균일하게 분포되어 있다. 이 도체구에 반지름 3cm인 도체구 B를 접촉시켰을 때 도체구 B로 이동한 전하는 몇 C인가?
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해설

두 도체구가 접촉하면 전위가 같아져서 전하가 재분배된다. 도체구의 전위는 V=kQRV = \frac{kQ}{R}이므로, 접촉 후 두 구의 전위가 같으려면 전하는 반지름에 비례하여 분배된다. 구 A의 반지름 RA=9 cmR_A = 9 \text{ cm}, 구 B의 반지름 RB=3 cmR_B = 3 \text{ cm}이고 초기 전하는 QA=8 CQ_A = 8 \text{ C}, QB=0 CQ_B = 0 \text{ C}이다. 접촉 후 전하 분배는 QAQB=RARB=93=3\frac{Q'_A}{Q'_B} = \frac{R_A}{R_B} = \frac{9}{3} = 3이고, 전하 보존에서 QA+QB=8Q'_A + Q'_B = 8이다. 따라서 QA=3QBQ'_A = 3Q'_B를 대입하면 3QB+QB=83Q'_B + Q'_B = 8, 4QB=84Q'_B = 8, QB=2 CQ'_B = 2 \text{ C}이다. 구 B로 이동한 전하는 20=2 C2 - 0 = 2 \text{ C}이다.

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