김현완 물리
[질의] [개정3판 끗물리 문제편] (정전기) 289번-기출변형 문항 질의
안녕하세요 선생님!! 첫 질문이라 부끄럽기도 하지만, 거두절미 하고 질의하겠습니다.
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$ 289번 기출변형 (2)번 문항
- 점전하 위치를 문항과 같이 변경했을때
- 이는 한 변의 길이가 4d 인 정육면체 중앙에 점전하가 고정된 형태, 따라서 정사각형과 같은 크기가 96개가 나온다고 판단.
- 결과적으로, 문항이 O일 것이라 생각했는데, 답은 X!!
- 궁금한점: 변경된 조건하에서, 정사각형을 통과하는 전기선속이 어떤 이유로 문항에서 제시한 전기선속보다 더 큰값을 가지는지?
(요약: 왜 '='가 아닌 '>' 부호가 나왔는지?)
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읽어주셔서 감사합니다. 좋은 하루 되세요!!
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키다리꼬마님의 댓글
키다리꼬마 Date:안녕하세요 물리 김현완 입니다
기출 문제는 해당 면적이 점전하를 중심으로 둔 정육면체의 바닥 면적의 1/4이고
변형 문제처럼 위치를 바꾸면 점전하를 중심으로 둔 정육면체의 바닥 면적의 1/16입니다
여기까진 잘 이해하셨는데
점전하에서 빠져나오는 전기력선들은 간격이 전하에서 멀어질수록 넓어집니다.
빠져나오는 개수는 정해져 있는데 거리가 멀면 가우스면인 구면이 넓기 떄문입니다.
기출 문제 그림에서 사각형 면적을 쨰려 보시면 그 면을 통과하는 전기력선 간격은 일정하지 않아요.
원점 부근이 조밀하고 원점에서 먼 지점은 점전하로부터 거리가 멀기 때문에 간격이 넓습니다.
하지만, 기출 문제의 경우는 4개 면적이 모두 원점 대칭이어서 통과되는 전기력선 수는 같습니다.
변형 문제의 경우는 16개의 면적의 각각의 사각형이 원점 대칭이 되지 않습니다. 원점에서 먼 곳에 위치한 사각형을 통과하는
개수보다 원점에 가까운 사각형을 통과하는 개수가 많습니다.
점전하를 전구라고 생각해 보시면 좀더 편하게 이해하실 수 있어요
전구에 의한 밝기를 바닥면에서 측정할 때 바닥의 중심은 밝고 외곽은 어두워요