2020년08월22일 44번

[전기자기학]
정전계에서 도체에 정(+)의 전하를 주었을 때의 설명으로 틀린 것은?

① 도체 표면의 곡률 반지름이 작은 곳에 전하가 많이 분포한다.
② 도체 외측의 표면에만 전하가 분포한다.
③ 도체 표면에서 수직으로 전기력선이 출입한다.
④ 도체 내에 있는 공동면에도 전하가 골고루 분포한다.

(정답률: 35%)

문제 해설

정전계에서 도체에 정(+)의 전하를 주었을 때, 도체 표면의 곡률 반지름이 작은 곳에 전하가 많이 분포한다는 설명이 틀린 것입니다.

도체 표면의 곡률 반지름이 작은 곳은 곧 표면이 뾰족한 부분을 말합니다. 이러한 부분은 전하가 모이기보다는 오히려 전하가 흩어지는 경향이 있습니다. 따라서 도체 표면의 곡률 반지름이 작은 곳에 전하가 많이 분포하는 것은 옳지 않습니다.

반면, 도체 외측의 표면에만 전하가 분포하고, 도체 표면에서 수직으로 전기력선이 출입하며, 도체 내에 있는 공동면에도 전하가 골고루 분포하는 것은 모두 옳은 설명입니다.

도체 외측의 표면에만 전하가 분포하는 이유는 전하가 도체 내부로 침투하지 않기 때문입니다. 도체 표면에서 수직으로 전기력선이 출입하는 이유는 전기장이 수직 방향으로 작용하기 때문입니다. 마지막으로, 도체 내에 있는 공동면에도 전하가 골고루 분포하는 이유는 전하가 도체 내부에서 서로 상호작용하며 분포하기 때문입니다.

이전 문제 다음 문제