진공 중에 놓인 5μC의 점전하에서 2m되는 점에서의 전계는 몇 V/m인가?

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① \(11.25 \times 10^3\)

② \(16.25 \times 10^3\)

③ \(22.25 \times 10^3\)

④ \(28.25 \times 10^3\)

핵심 해설

진공 중 점전하의 전계는 \(E=kQ/r^2\)이며, \(k=9\times10^9\), \(Q=5\mu C\), \(r=2m\)를 대입합니다. 계산식은 \(9\times10^9\times5\times10^{-6}/2^2=11.25\times10^3\,V/m\)입니다. 따라서 PDF 정답표의 답항인 ① \(11.25 \times 10^3\)가 문제 조건에 부합합니다.

학습 포인트

이 문항은 점전하 전계 계산에 관한 지식을 평가합니다. 진공 중 점전하의 전계는 \(E=kQ/r^2\)이며, \(k=9\times10^9\), \(Q=5\mu C\), \(r=2m\)를 대입합니다. 이 내용은 소방설비의 설계·점검, 위험물 관리, 전기회로 해석 또는 법령 적용 과정에서 기준을 정확히 판별하기 위해 중요합니다.

선지별 해설

문제에서 제시한 핵심 단서는 점전하 전계 계산입니다. 진공 중 점전하의 전계는 \(E=kQ/r^2\)이며, \(k=9\times10^9\), \(Q=5\mu C\), \(r=2m\)를 대입합니다.
수치나 관계식을 적용하면 계산식은 \(9\times10^9\times5\times10^{-6}/2^2=11.25\times10^3\,V/m\)입니다.
계산값 또는 기준값이 ① \(11.25 \times 10^3\)와 일치하므로 최종 답은 ①입니다.
① [O] 이 선택지는 계산값 또는 기준값과 일치합니다. 진공 중 점전하의 전계는 \(E=kQ/r^2\)이며, \(k=9\times10^9\), \(Q=5\mu C\), \(r=2m\)를 대입합니다. 계산식은 \(9\times10^9\times5\times10^{-6}/2^2=11.25\times10^3\,V/m\)입니다.
② [X] 이 선택지는 문제에서 산정되는 값 또는 기준값과 일치하지 않습니다. 진공 중 점전하의 전계는 \(E=kQ/r^2\)이며, \(k=9\times10^9\), \(Q=5\mu C\), \(r=2m\)를 대입합니다. 정답표의 기준값은 ① \(11.25 \times 10^3\)이므로 '\(16.25 \times 10^3\)'는 부적절합니다.
③ [X] 이 선택지는 문제에서 산정되는 값 또는 기준값과 일치하지 않습니다. 진공 중 점전하의 전계는 \(E=kQ/r^2\)이며, \(k=9\times10^9\), \(Q=5\mu C\), \(r=2m\)를 대입합니다. 정답표의 기준값은 ① \(11.25 \times 10^3\)이므로 '\(22.25 \times 10^3\)'는 부적절합니다.
④ [X] 이 선택지는 문제에서 산정되는 값 또는 기준값과 일치하지 않습니다. 진공 중 점전하의 전계는 \(E=kQ/r^2\)이며, \(k=9\times10^9\), \(Q=5\mu C\), \(r=2m\)를 대입합니다. 정답표의 기준값은 ① \(11.25 \times 10^3\)이므로 '\(28.25 \times 10^3\)'는 부적절합니다.

암기 팁

점전하 문제에서는 μC를 C로 변환하고 거리 제곱으로 나누는 단위 처리가 중요합니다.

맞춤 꼼수

5μC는 \(5\times10^{-6}C\), 2m는 제곱하여 4로 나누는 단서를 확인하시면 됩니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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