문제 #14946

Question

자유공간 중에 x=2, z=4 인 무한장 직선상에 \rho_L[C/m] 인 균일한 선전하가 있다. 점 (0, 0, 4) 의 전계 E[V/m] 는?

Accepted Answer

무한장 직선 전하에 의한 전계의 크기는 전하 밀도와 거리에 반비례하며, 방향은 전하에서 멀어지는 방향입니다. 문제에서 직선 전하는 x=2, z=4에 위치하고, 전계를 구할 점은 (0, 0, 4)입니다. 따라서 두 점 사이의 거리는 x축 방향으로 2만큼 떨어져 있으며, 전하의 방향은 x축 양의 방향이므로 전계의 방향은 x축 음의 방향($-a_x$)이 됩니다. 또한, 무한장 직선 전하에 의한 전계의 크기는 $\frac{\rho_L}{2\pi \epsilon_0 r}$인데, 여기서 $r$은 전하로부터의 수직 거리이므로 이 문제에서는 $r=2$가 됩니다. 따라서 전계 E는 $\frac{-\rho_L}{2\pi \epsilon_0}a_x$가 되어 3번이 정답입니다. **핵심 개념:** * **무한장 직선 전하에 의한 전계:** 전하로부터의 수직 거리에 반비례하며, 방향은 전하에서 방사상으로 나가는 방향입니다. * **전계의 방향:** 양전하의 경우 전하에서 멀어지는 방향, 음전하의 경우 전하

문제 1