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34.

2개의 전하사이에 작용하는 정전기력과 거리사이의 관계는?

① 거리에 반비례한다.

② 거리에 비례한다.

③ 거리의 제곱에 반비례한다.

④ 거리의 제곱에 비례한다.

핵심 해설

쿨롱의 법칙에 따르면 정전기력은 \(F=k\frac{q_1q_2}{r^2}\)입니다. 따라서 거리가 커질수록 힘은 거리의 제곱에 반비례하여 감소합니다.

학습 포인트

이 문항은 쿨롱의 법칙에서 전하 사이 정전기력과 거리의 관계를 묻습니다. 정전기 방전, 접지, 위험물 취급 설비의 정전기 안전을 이해하기 위해서는 전하량과 거리 제곱 반비례 관계를 알고 있어야 합니다.

선지별 해설

두 전하 사이 힘은 전하량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례합니다.
문제는 거리와 힘의 관계만 묻고 있으므로 \(1/r^2\) 관계를 적용합니다.
따라서 정전기력은 거리의 제곱에 반비례하며 최종 답은 ③입니다.
① [X] 거리에 단순 반비례한다는 설명은 거리 제곱 항을 빠뜨린 것이므로 쿨롱의 법칙과 맞지 않습니다.
② [X] 거리에 비례한다는 설명은 거리가 멀어질수록 힘이 커진다는 의미가 되어 정전기력 관계와 반대입니다.
③ [O] 거리의 제곱에 반비례한다는 설명은 쿨롱의 법칙 \(F\propto1/r^2\)와 일치합니다.
④ [X] 거리의 제곱에 비례한다는 설명은 정전기력의 감소 경향과 반대입니다.

암기 팁

전기력·자기력·중력처럼 공간에서 작용하는 힘은 거리 제곱 반비례 법칙으로 자주 출제됩니다.

맞춤 꼼수

‘두 전하 사이’와 ‘거리 관계’라는 표현을 보면 \(1/r^2\)를 먼저 떠올리십시오. 단순 반비례 선택지는 거리 제곱을 빠뜨린 함정입니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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