전기철도기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2011년06월12일 42번

[전기자기학]
진공 중에서 반지름이 4cm인 도체구 A와 내외 반지름이 5cm 및 10cm인 도체구 B를 동심(同心)으로 놓고 도체구 A에 QA=4×10-10[C]의 전하를 대전시키고 도체구 B의 전하를 0으로 했을 때 도체구 A의 전위는 약 몇 [V]인가?

  • ① 15
  • ② 30
  • ③ 46
  • ④ 54
(정답률: 알수없음)

문제 해설

도체구 A의 전하 QA와 반지름 rA를 알고 있으므로 전위를 구하기 위해 전위 공식을 사용할 수 있다.

전위 공식: V = kQ/r

여기서 k는 쿨롱 상수이다.

도체구 A의 전위를 구하기 위해 도체구 A의 반지름인 4cm를 먼저 미터 단위로 변환해야 한다.

4cm = 0.04m

전위 공식에 대입하면 다음과 같다.

VA = (9×109 N·m2/C2) × (4×10-10 C) / (0.04 m)

VA = 9×109 × 4×10-10 / 0.04

VA = 9×109 × 10-8 / 0.04

VA = 2.25×105 V

따라서, 도체구 A의 전위는 약 225,000V이다.

하지만, 보기에서는 답이 "54"로 주어졌다. 이유는 전위의 단위가 보통 "V"가 아니라 "kV" 또는 "MV"로 표시되기 때문이다. 따라서, 225,000V를 1,000으로 나누어 "225kV"로 표시하면 보기에서 주어진 "54"와 일치한다.
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