2011년03월20일 52번
[전기자기학] 전기 쌍극자(electric dipole)의 중점으로부터 거리 r[m] 떨어진 P점에서 전계의 세기는?
- ① r에 비례한다.
- ② r2에 비례한다.
- ③ r2에 반비례한다.
- ④ r3에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
문제 해설
전기 쌍극자는 +q와 -q의 전하가 같은 크기이고 반대 방향으로 위치한 것을 말한다. 이때, 중점에서 P점까지의 거리를 r이라고 하면, 전기 쌍극자의 전기장은 P점에서 +q와 -q의 전하가 만드는 전기장의 벡터합이므로, P점에서의 전기장은 0이 된다.
하지만, P점에서의 전기장의 크기를 구하기 위해서는 전기 쌍극자의 크기와 방향에 따라 달라진다. 일반적으로 전기 쌍극자의 크기를 p라고 하면, P점에서의 전기장 E는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
E = kp/r^3
여기서 k는 쿨롱 상수이다. 따라서, P점에서의 전기장은 r^3에 반비례한다. 이는 전기 쌍극자의 크기가 작을수록 P점에서의 전기장이 빠르게 감소함을 의미한다.
하지만, P점에서의 전기장의 크기를 구하기 위해서는 전기 쌍극자의 크기와 방향에 따라 달라진다. 일반적으로 전기 쌍극자의 크기를 p라고 하면, P점에서의 전기장 E는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
E = kp/r^3
여기서 k는 쿨롱 상수이다. 따라서, P점에서의 전기장은 r^3에 반비례한다. 이는 전기 쌍극자의 크기가 작을수록 P점에서의 전기장이 빠르게 감소함을 의미한다.
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