2019년06월15일 13번
[과목 구분 없음] 극판의 면적이 A이고 간격이 d인 평행판 축전기에 전하 q가 대전되어 있을 때, 축전기에 에너지가 저장되며 단위 부피당 에너지 밀도는 u1이다. 극판의 간격을 2d로 늘리고 대전된 전하를 2q로 만들었을 때의 에너지 밀도를 u2라고 하면, u2/u1의 값은?
- ① 1
- ② 2
- ③ 4
- ④ 8
(정답률: 40%)
문제 해설
극판의 간격을 2d로 늘리면 용량은 C' = εA/2d 이므로, 대전된 전하를 2q로 만들면 축전기에 저장된 에너지는 W' = (2q)²/2C' = 2q²d/εA 이다. 따라서 단위 부피당 에너지 밀도는 u2 = W'/2Ad = q²d/2εA² = u1 이다.
따라서 u2/u1 = 1이므로, 정답은 "4"가 아니라 "1"이다.