2007년05월13일 15번

[전기자기학]
반지름이 10[㎝]인 접지 구도체의 중심으로부터 1[m] 떨어진 거리에 한 개의 전자를 놓았다. 접지구도체에 유도된 총전하량은 몇 [C]인가?

① -1.6×10-20
② -1.6×10-21
③ 1.6×10-20
④ 1.6×10-21

(정답률: 38%)

문제 해설

전자가 놓인 위치에서 접지 구도체의 전위는 0[V]이다. 따라서 전자가 놓인 위치에서 접지 구도체의 전하밀도는 0이다. 그러나 전자가 놓인 위치에서 접지 구도체에 인근한 부분은 전자의 존재로 인해 음전하가 유도된다. 이 때 유도된 음전하의 크기는 전자의 전하와 같고, 부호는 반대이다. 따라서 유도된 음전하의 크기는 1.6×10^-19[C]이다. 이 음전하가 유도된 부분은 전자와 접지 구도체 사이의 구의 표면적이므로, 유도된 음전하의 총량은 구의 표면적에 전하밀도를 곱한 값이다. 구의 표면적은 4πr²이고, 전하밀도는 0이므로, 유도된 음전하의 총량은 0이다. 따라서 접지 구도체에 유도된 총전하량은 -1.6×10^-20[C]이다. 부호는 유도된 음전하의 부호와 같다.

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