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2006년03월05일 1번

[전기자기학]
그림과 같이 공기중에서 1[m]의 거리를 사이에 둔 2점 A, B에 각각 3×10-4[WB]와 -3×10-4[WB]의 점자극을 두었다. 이 때 점 P에 단위 정(+)자극을 두었을 때 이 극에 작용하는 힘의 합력은 약 몇 [N]인가? (단, , m(∠APB)=90°이다.)

  • ① 0
  • ② 18.9
  • ③ 37.9
  • ④ 53.7
(정답률: 42%)

문제 해설

점 P에서 A, B까지의 거리를 각각 r1, r2라고 하면, 점 P에서 A, B까지의 전기장은 각각 E1=kQ/r12, E2=kQ/r22이다. 이 때, 점 P에서의 전기장은 E=E1+E2이다. 따라서, 점 P에서의 힘은 F=qE=q(E1+E2)이다. 여기서 q는 단위 양의 전하이다. 단위 양의 전하를 두었으므로 q=1이다. 따라서, F=E1+E2=kQ(1/r12+1/r22)이다. 여기서 Q는 A, B에 두어진 전하의 크기이다. Q=3×10-4[C]이다. r1=r2=√2/2[m]이므로, F=kQ(1/r12+1/r22)=9×109×3×10-4×2/(2/√2)2=53.7[N]이다. 따라서 정답은 53.7이다.
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