CH2. 정전계 출제문제

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1. 다음 중 정전계에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

 

① 전계에너지와 무관한 전하분포의 전계이다.

② 전계에너지가 최소로 되는 전하분포의 전계이다.

③ 전계에너지가 최대로 되는 전하분포의 전계이다.

④ 전계에너지를 일정하게 유지하는 전하분포의 전계이다.

 

정전계의 성질

- 가장 안정적인 상태

- 에너지가 최소인 상태

 

답 ②

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2. 2개의 물체를 마찰하면 마찰 전기가 발생한다. 이는 마찰에 의한 열에 의하여 표면에 가까운 무엇이 이동하기 때문인가?

 

① 전하 ② 양자 ③ 구속 전자 ④ 자유전자

 

답 ④

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3. 1[μA]의 전류가 흐르고 있을 때, 1초 동안 통과하는 전자수는 약 몇 개인가?

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4. 간격 d[m]의 평행판 도체에 V[kV]의 전위차를 주었을 때 음극 도체판을 초속도 0으로 출발한 전자 e[C]이 양극 도체판에 도달할 때의 속도는 몇 [m/s]인가?

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6. 비유전율 9인 유전체 중에 1[cm]의 거리를 두고 1[μC]과 2[μC]의 두 정전하가 있을 때 서로 작용하는 힘은 몇 [N]인가?

 

① 18 ② 20 ③ 180 ④ 200

답 ②

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7. 진공 중에서 같은 전기량 1[C]의 대전체 두 개의 척력이 1[N]일 때, 두 대전체는 약 몇 [m]떨어져 있는가?

 

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8. 점전하 Q1, Q2 사이에 작용하는 쿨로의 힘이 F일 때, 이 부근에 점전하 Q3를 놓을 경우 Q1과 Q2 사이의 쿨롱의 힘은 F '이다. F 와 F ‘ 의 관계로 옳은 것은?

 

① F > F' ② F < F'

③ F = F' ④ Q3의 크기에 따라 다르다

 

두 점전하 사이에 작용하는 쿨로의 힘은 다른 전하가 존재하더라도 거리와 전하량의 변화가 없으므로 불변이다.

 

답 ③

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9. 전계의 세기가 E인 균일한 전계 내에 있는 전자가 받는 힘은?

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10. 전계의 세기 1500[V/m]의 전장에 5[μC]의 전하를 놓으면 얼마의 힘이 작용하는가?

 

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11. 전계 중에 단위 점전하를 놓았을 때 그것에 작용하는 힘을 그 점에 있어서의 무엇이라 하는가?

 

① 전계의 세기 ② 전위 ③ 전위차 ④ 변화전류

 

전계의 세기 E [V/m]

↳ 전장의 세기, 절연내력, 전위 경도

: 전계내에 임의의 한점에 단위 양전하 +1[c]을 놓았을 때 이 전하에 작용하는 힘의 크기

 

답 ①

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12. 전위 경도 V와 전계 E의 관계식은?

 

① E=gard V ② E=div V ③ E=-grad V ④ E=-div V

 

답 ③

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14. 50[V/m]인 평등전계 중의 80[V]되는 A점에서 전계방향으로 80[cm]떨어진 B점의 전위는 +1전위는 몇[V]인가?

① 20 ② 40 ③ 60 ④ 80

 

전계의 세기 50[V/m]의 의미 : 1[m]당 50[V]의 전압이 감소되는 방향으로 진행, 따라서 80[cm] 이동한 경우에는

50×0.8=40[V]의 전압이 감소되므로 전위 V=80-40=40[V]

 

답 ②

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15. 다음 중 전기력선의 성질로 옳지 않은 것은?

 

① 전기력선은 정전하에서 시작하여 부 전하에서 그친다.

② 전기력선은 도체 내부에만 존재한다.

③ 전기력성능 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다.

④ 단위전하에서 1/ℇ0개의 전기력선이 출입한다.

 

답 ②  전기력선은 도체 내부에는 존재하지 않는다.

 

폐곡선, 교차하지 않는다.

전기력선과 수직으로 교차

도체표면 등전위면 도체내부에는 전계가 존재X

내부전위는 표면전위와 등전위

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16. 전기력선의 성질이 아닌 것은?

 

① 정저한에서 시작하여 부전하에서 끝난다.

② 전기력선은 자신만으로 폐곡선을 만든다.

③ 전위가 높은점에서 낮은점으로 향한다.

④ 도체 내부에는 전기력선이 존재하지 않는다.

 

답 ②  전기력선은 자신만으로 폐곡선을 만들지 못한다.

 

폐곡선, 교차하지 않는다.

전기력선과 수직으로 교차

도체표면 등전위면 도체내부에는 전계가 존재X

내부전위는 표면전위와 등전위

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17. 그림과 같은 등전위면이 존재하는 경우, 전계의 방향은 어느 방향인가?

 

① A ② B ③ C ④ D

 

전계의 방향은 전위가 높은점에서 낮은점으로 흐르므로 C 방향이다.

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18. 5[C]의 전하가 비유전율 2.5인 매질 내에 있다고 하면 이 전하에서 나오는 전체 전기력선의 수는 몇 개인가?

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① 0.5 ② 1.0 ③ 50 ④ 250

 

D=ℇE 식을 이용, D=10×5=50

 

답 ③

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25. poisson의 방정식은?

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26. 포아송방정식 어떤 식에서 유도한 것인가?

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① Laplace의 방정식 ② Poisson의 방정식

③ Stokes의 방정시 ④ Thomson의 정리

 

답 ①

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전속(유전속)

1[C] ⇒ 1100억개의 전기력선 실제

1[C] ⇒ 1개의 전속이 나간다

 

답 ④

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30.패러데이관의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

 

① 패러데이관 중에 있는 전속수는 그 관속에 진전하가 없으면 일정하며 연속이다.

② 패러데이관의 양단에는 양 또는 음의 단위 진전하가 존재하고 있다.

③ 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다.

④ 단위 전위당 패러데이관의 보유에너지는 1/2[J]이다.

 

- 패러데이 관 수과 전속선의 수는 같다

- 패러데이 관내의 전속 수는 일정하다

- 패러데이 관의 밀도는 전속밀도와 같다

- 패러데이 관 양단에는 정부의 단위 전하가 있다.

- 진전하가 업슨ㄴ 점에서 패러데이 관은 연속이다

 

답 ③

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32. 무한평면 전하에 의한 외부 전꼐의 크기는 거리와 어떤 관계가 있는가?

 

① 거리와 관계없다.

② 거리에 비례한다.

③ 거리에 반비례한다.

④ 거리의 자승에 비례한다.

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35. 한 변의 길이가 a[m]인 정육각형의 각 정점에 각각 Q[C]의 전하를 놓을 때 정육각형의 중심 0에 있어서의 전계는 몇 [V/m]인가?

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36. 전기쌍극자로부터 r만큼 떨어진 점의 전위 크기 E는 r과 어떤관계에 있는가?

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37.다음 중 거리 r에 반비례하는 전계의 세기르 가진 것은?

 

① 점전하 ② 구전하 ③ 전기쌍극자 ④ 선전하

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40. 반지름이 a[m]되는 구도체에 Q[C]의 전하가 주어졌을 때 이 구의 중심에서 5a[m]되는 점의 전위는 몇[V]인가?

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42. 그림과 같으 동심구에서 도체에 Q[C]을 줄 때 도체의 전위는 몇 [V]인가?

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