중앙대학교 일반물리학2(A+) 2021년 2학기 4주차 3회차 퀴즈 해설

소개

중앙대학교 일반물리학2에서 A+ 맞은 퀴즈에 대한 해설입니다. 2021년 2학기에 진행한 과제이며, 4주차 수업에 대한 퀴즈 (3회차)에 대한 해설입니다. 구매 후 후회하지 않을 것이라 생각합니다. 보고서 점수에서 1등, 학점에서 A+을 받았습니다. 2021년 2학기 중앙대학교 일반물리학2 남ㅎㅈ교수님 수업에 대한 퀴즈해설입니다.

목차

문제1 균일한 구형 전하 분포의 대전체가 구 표면을 포함하여 외부에 만드는 전기장을 이용해 전하량을 구하는 문제 |Q|=?

문제2
(1) r=3m 지점에서 E=?
(2) r=6m 지점에서 E=?

문제3
(1) r=1m 지점에서 형성되는 자기장은?
(2) r=3m 지점에서 형성되는 자기장은?
(3) r=5m 지점에서 형성되는 자기장은?
(4) r=10m 지점에서 형성되는 자기장은?

문제4 두 점전하 사이에서 전위가 0이 되는 위치를 x라고 하면 x=?

문제5 여러 점전하들이 형성하는 전위는?

문제6 4개의 점전하로 인해 각 점전하가 정사각형의 중심에 형성하는 전위는?

문제7 4개의 점전하가 정사각형의 각 꼭지점에 위치하는데 필요한 총 일은?

문제8
(1) Va=? Vb=?
(2) Va ->b 의 변화량은?
(3) 외부에서 해준 일은?

문제9
(1) Fe=?
(2) We=?
(3) Va ->b 의 변화량은?

문제10
(1) Va ->b 의 변화량은?
(2) Vc ->b 의 변화량은?
(3) Vc ->a 의 변화량은?

문제11
전기장의 그래프에 파란색으로 색칠 되어있을때, x=2 지점에서 전위인 V(x=2)=?

문제12
Ex(1, 2, 3) =?
Ey(1, 2, 3) =?

본문내용

[문제 2] 대전 구껍질이 만드는 전기장에 대한 해석은 [문제 1]의 해석 참조.
전기장(력)은 ‘중첩의 원리’를 따른다. 그래서 두 개 이상의 대전체가 만드는 전기장(력)을 구한다면, 각 대전 체가 만드는 전기장을 구한 후 이를 더하면 된다. 단, 전기장(력)은 벡터량이기 때문에 벡터적으로 더한다. 여 기서, ‘벡터적’이라는 말은 같은 방향이면 더하고 반대 방향이면 빼주고, 방향이 나란하지 않으면 평행사변형 법(또는 삼각형법)을 이용하여 더하는 것을 말한다.
이 문제는 (1)번의 경우 m 지점을, (2)번의 경우 m 지점을 지나도록 구의 가우스면을 잡아 가우스 법칙을 적용하여 풀 수도 있다. 이 방법은 23장 강의노트의 [물음6]과 [물음7]을 통해 연습해 보기 바랍니다. ^^ 여기서는 [문제 1]과 같이 점전하가 만드는 전기장을 이용하여 쉽게 풀이하겠습니다.
(1) m 지점은 안쪽 구 입장에서는 외부, 바깥쪽 구 입장에서는 내부에 해당된다. 그런데, 대전된 도체 내부(대전 구가 도체가 아니라 균일하게 대전된 절연체 구껍질이어도 전하 분포의 대칭성이 대전 도체 구와 같아 똑같은 대전 구로 취급 가능)의 전기장은 0이므로, 바깥쪽 구는 이 지점에 전기장을 형성하지 않는다.

참고자료

· 없음