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1[변리사 1차] 19년 1회차
그림과 같이 전하량이 q1, q2, q3 인 점전하가 xy평면상의 세 점 P1, P2, P3에 고정되어 있다. 원점에서 세 점전하에 의한 전기장의 방향은 +y방향이다. P1, P2, P3의 좌표는 (0, d), (-d, 0), (d, 0)이고 q3은 양(+)전하이다.
이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?
1
ㄱ
2
ㄴ
3
ㄱ, ㄴ
4
ㄱ, ㄷ
5
ㄴ, ㄷ
해설
원점의 전기장이 +y가 되려면 x축 위의 두 전하는 부호와 크기가 모두 같아야 하고 q₁은 음(-)전하여야 한다.
그림에서 P₂(-d, 0)과 P₃(d, 0)은 원점에서 거리가 d로 같고 q₃이 양전하이므로 q₃이 원점에 만드는 전기장은 -x 방향이다. 이를 상쇄하려면 q₂가 만드는 전기장이 +x 방향이어야 하고, 이는 q₂도 양전하일 때 성립한다.
두 전기장이 완전히 지워지려면 크기도 같아야 하는데 거리가 같으므로 , 즉 두 전하량은 같다.
남은 것은 P₁(0, d)의 q₁이 만드는 전기장뿐인데, 이것이 +y가 되려면 전기장이 전하 쪽을 향해야 하므로 q₁은 음전하다. 따라서 q₁이 양전하라는 진술만 옳지 않다.
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