전기쌍극자

전기기사 필기 2016년 1회 18번

과목 / 챕터전기자기학 / 진공 중의 정전계
인지 유형memory
난이도Level 2
Q문제
전기 쌍극자에 관한 설명으로 틀린 것은?

선택지 분석

1
전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례한다.

오답 함정 분석

전기 쌍극자에 의한 전계의 세기 E는 거리 r의 세제곱에 반비례하므로 이는 옳은 설명입니다.
2
전계의 세기는 주위 매질에 따라 달라진다.

오답 함정 분석

전계의 세기는 매질의 유전율에 반비례하여 결정되므로 매질에 따라 달라지는 것이 맞습니다.
3
전계의 세기는 쌍극자모멘트에 비례한다.

오답 함정 분석

전계의 세기 공식에서 분자에 쌍극자 모멘트 M이 위치하므로 비례 관계가 성립합니다.
쌍극자의 전위는 거리에 반비례한다.

정답 상세 해설

전기 쌍극자에 의한 전위는 거리의 제곱에 반비례합니다.
Step 1: 전기 쌍극자 모멘트를 M, 관찰점까지의 거리를 r, 각도를 θ라고 할 때 전위 V의 공식을 세웁니다.
Step 2: 전위 V = (M * cosθ) / (4 * π * ε₀ * r²) [V] 임을 확인합니다.
Step 3: 공식에 따라 전위 V는 거리 r의 제곱에 반비례하므로, 단순히 거리에 반비례한다는 설명은 틀린 것입니다.

자주 묻는 질문

Q.
전기 쌍극자에서 전위와 전계의 거리 반비례 특성은 어떻게 다른가요?
전위는 거리의 제곱(r²)에 반비례하며, 전계의 세기는 거리의 세제곱(r³)에 반비례하는 특성을 가집니다.
Q.
쌍극자 모멘트의 정의는 무엇인가요?
크기가 같고 부호가 반대인 두 전하(+q, -q)가 미소 거리(δ)만큼 떨어져 있을 때, 전하량과 거리의 곱인 M = qδ를 의미합니다.
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