전자기학
정전계
평행판 힘
2017.3 기출
공기 콘덴서 양극판에 ±σ가 분포할 때 단위면적당 작용하는 힘은?
- ① \(\frac{\sigma^2}{\varepsilon_0}\)
- ② \(\frac{\sigma}{2\varepsilon_0}\)
- ③ \(\frac{\sigma^2}{4\varepsilon_0}\)
- ④ \(\frac{\sigma^2}{2\varepsilon_0}\) 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
정전 흡인력 \(f=\dfrac{\sigma^2}{2\varepsilon_0}=\dfrac12\varepsilon_0 E^2\).
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
정전 흡인력 \(f=\dfrac{\sigma^2}{2\varepsilon_0}=\dfrac12\varepsilon_0 E^2\).