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문제 ID: 516904

카테고리: 전기기사

강의: 미분류

키워드: 없음

문제
진공 중에 무한 평면도체와 d(m)만큼 떨어진 곳에 선전하밀도 λ(C/m)의 무한 직선도체가 평행하게 놓여 있는 경우 직선 도체의 단위 길이당 받는 힘은 몇 N/m 인가?
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정답
3번
해설 gpt-4o-mini 생성
[정답 근거] → 무한 직선도체의 선전하밀도 λ에 의해 발생하는 전기장 E는 E = λ / (2πε₀d)로 주어집니다. 이 전기장이 무한 평면도체에 작용하여 단위 길이당 힘 F는 F = λE로 계산됩니다. 따라서 F = λ(λ / (2πε₀d)) = λ² / (2πε₀d)로 정리할 수 있으며, 이 값이 주어진 정답과 일치합니다.

[오답 해설] → 다른 선택지들은 전기장이나 힘의 계산에서 잘못된 공식을 사용했거나, 상수값을 잘못 적용하여 결과를 도출했습니다. 예를 들어, 전기장 E의 계산에서 거리 d를 잘못 취급하거나, 선전하밀도의 단위를 잘못 이해한 경우가 있습니다.

[관련 개념] → 이 문제는 전기장과 힘의 관계를 다루고 있으며, 특히 무한 직선도체와 평면도체 간의 상호작용을 이해하는 데 중요한 전기역학의 기본 원리를 포함하고 있습니다. 전기장 E는 전하에 의해 생성되며, 이 전기장이 다른 전하에 미치는 힘을 계산하는 것이 핵심입니다.

[학습 포인트] → 전기장과 힘의 관계를 명확히 이해하고, 무한 직선도체와 평면도체의 상호작용을 통해 전기역학의 기본 원리를 적용하는 능력을 기르는 것이 중요합니다. 또한, 선전하밀도와 거리의 관계를 잘 이해해야 정확한 계산이 가능합니다.
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