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64.

정전에너지를 나타내는 식으로 알맞은 것은? (단, Q는 대전 전하량, C는 정전용량이다.)

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① $\frac{Q}{2C}$

② $\frac{Q}{2C^2}$

③ $\frac{Q^2}{2C}$

④ $\frac{Q^2}{2C^2}$

핵심 해설

정답은 ③이다. 정전용량 C에 전하량 Q가 축적되었을 때 정전에너지는 $W=\frac{Q^2}{2C}$이다.

선지별 해설

콘덴서에 저장되는 정전에너지는 $W=\frac{1}{2}CV^2=\frac{1}{2}QV$로 나타낼 수 있다.
$Q=CV$를 대입하면 $W=\frac{Q^2}{2C}$가 된다.
① [X] $\frac{Q}{2C}$는 에너지의 올바른 식이 아니다.
② [X] $\frac{Q}{2C^2}$는 정전에너지 관계식과 일치하지 않는다.
③ [O] $\frac{Q^2}{2C}$는 정전에너지의 올바른 식이다.
④ [X] $\frac{Q^2}{2C^2}$는 정전에너지 관계식이 아니다.

핵심 정리

$W=\frac{1}{2}CV^2=\frac{1}{2}QV$
$Q=CV$ → $W=\frac{Q^2}{2C}$

최종 결론

정전에너지는 $\frac{Q^2}{2C}$이므로 정답은 ③이다.

AI로 작성된 해설입니다.

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