무한 평면 도체표면에서 수직거리 d(m)만큼 떨어진 곳에 점전하 +Q(… | [전자기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

영상전하와 평면도체 사이에 작용하는 힘은 크기 $\dfrac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d^2}$ 인 흡인력이다.
무한 평면 도체 앞 d 지점의 +Q 는 도체 면 반대쪽 같은 거리 d 지점에 놓인 영상전하 −Q 로 대치된다. 두 전하 사이 거리는 2d 이므로 쿨롱 법칙으로
$F=\dfrac{Q\cdot Q}{4\pi\epsilon_0(2d)^2}=\dfrac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d^2}$
부호가 반대인 두 전하이므로 서로 끌어당긴다.
$\dfrac{Q}{4\pi\epsilon_0 d^2}$, 반발력 보기는 전하 하나가 만드는 전계 꼴이라 힘의 크기가 아니고, 방향도 흡인이 아니어서 틀리다.
$\dfrac{Q^2}{4\pi\epsilon_0 d^2}$, 흡인력 보기는 두 전하 사이 거리를 2d 가 아닌 d 로 잡은 값이라 계산값과 다르다.
$\dfrac{Q^2}{8\pi\epsilon_0 d^2}$, 반발력 보기는 크기가 계산값과 다르고, 반대 부호 전하 사이의 힘을 반발력으로 둔 점도 틀리다.