2009년07월26일 13번

[전기자기학]
공기 중에 그림과 같이 가느다란 전선으로 반경 a인 원형코일을 만들고, 이것에 전하 Q가 균일하게 분포하고 있을 때, 원형 코일의 중심축상에서 중심으로부터 거리 x만큼 떨어진 P점의 전계의 세기는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 44%)

문제 해설

전선에서 P점까지의 거리를 r이라 하면, P점에서의 전계의 세기 E는 다음과 같이 구할 수 있다.

E = kQ/r^2

여기서 k는 쿨롱 상수이다. 하지만 이 문제에서는 전선이 원형코일이므로, 전하 Q가 균일하게 분포하고 있다면, 전선을 일렬로 늘인 경우와 같이 생각할 수 있다. 따라서 전선에서 P점까지의 거리 r은 다음과 같다.

r = sqrt(x^2 + a^2)

따라서 전계의 세기 E는 다음과 같다.

E = kQ/(x^2 + a^2)

이것이 보기 "