전계
전기기사 필기 2007년 2회 11번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 진공 중의 정전계 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
그림과 같이 의 두 전하가 서로 떨어져 있을 때 전계세기가 0이 되는 점은?
선택지 분석
과 의 연장선상 으로부터 왼쪽으로 지점이다.
정답 상세 해설
전계의 세기가 0이 되는 점은 과 의 연장선상 으로부터 왼쪽으로 지점입니다.
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Step 1: 두 전하의 부호가 반대이므로 전계가 0이 되는 점은 두 전하 사이가 아닌 연장선 상에 존재하며, 전하량의 절댓값이 작은 의 바깥쪽(왼쪽)에 위치합니다.
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Step 2: 으로부터 왼쪽으로 떨어진 지점에서 전계가 0이 된다고 가정하면, 두 전하에 의한 전계의 크기가 같아야 하므로 가 성립합니다.
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Step 3: 주어진 전하량을 대입하면 이며, 이를 정리하면 이 됩니다. 의 이차방정식을 풀면 가 도출됩니다.
2
과 의 연장선상 으로부터 왼쪽으로 지점이다.
오답 함정 분석
이차방정식의 근을 구하는 과정에서 계산 실수를 하여 도출된 오답입니다.
3
과 의 연장선상 으로부터 왼쪽으로 지점이다.
오답 함정 분석
전계가 0이 되는 점은 전하량의 절댓값이 작은 쪽 바깥에 위치하므로 가 아닌 의 왼쪽이어야 합니다.
4
과 의 연장선상 으로부터 왼쪽으로 지점이다.
오답 함정 분석
전계가 0이 되는 위치의 기준점과 거리 계산이 모두 잘못된 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
두 전하의 부호가 다를 때 전계가 0이 되는 지점은 어디에 위치하나요?
두 전하의 부호가 다를 경우, 전계가 0이 되는 지점은 두 전하를 잇는 선분의 연장선 상에 위치하며, 전하량의 절댓값이 작은 전하의 바깥쪽에 형성됩니다.
Q.
전계의 세기가 0이 되는 조건을 수식으로 어떻게 세우나요?
두 전하에 의해 발생하는 전계의 크기가 같고 방향이 반대여야 하므로, 각 전하에 의한 전계의 크기를 구하는 공식을 이용하여 두 전계의 크기가 같다는 방정식을 세워 풀이합니다.