전자기학
정전계
평행판 전위차
2020.6 기출
진공 중 3m 간격 무한 평행판에 ±4C/m²를 줄 때 두 도체 간 전위차는 약 몇 V인가?
- ① \(1.5\times10^{11}\)
- ② \(1.5\times10^{12}\)
- ③ \(1.36\times10^{11}\)
- ④ \(1.36\times10^{12}\) 정답
📖 해설
정전계 핵심
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
\(V=Ed=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}d=\dfrac{4}{8.855\times10^{-12}}\times3\approx1.36\times10^{12}\,\text{V}\).
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
\(V=Ed=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}d=\dfrac{4}{8.855\times10^{-12}}\times3\approx1.36\times10^{12}\,\text{V}\).