Question

Reo

ア〜エは分かるのですが、オ,カが分かりません。
お願いします。

物理 I
次の
ア
カ
に下の解答群から最も適する答えを選んで,その番号を入れよ。
2つの円形コイルを,コ
イルの軸を一致させて平行
に置き,コイルに一定の電
流を流すと,コイルの間に
は軸の付近に,磁束密度の
電流
電流
大きさB[T]の一様な磁場
をつくることができる(図
1)。B[T]は,コイルを流
磁場
れる電流I(A]に比例する
ことがわかっているので,
円形コイル
比例定数kを用いて,
B=
ア
円形コイル
図1
とおくことができる。
アの
kI
(3) k
解答群
真空中で,初速0m/Sから電圧V[V]で加速された電子を磁束密度の大きさB[T]の一様
な磁場に垂直に入射させる。ただし,電子の質量をm[kg], 電子の電気量を-e[C] (e> 0)
とし,入射させた後の電子が受ける力は,この磁場による力のみであるとする。電子の速さ
がv[m/s]のとき,エネルギー保存の法則から,次の式が成り立つ。
1
-mv
2
イ
*2
イの
(0) eB
(1) eV
B
V
解答群
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磁場中を運動する電子にはローレンツカがはたらく。このローレンツカが向心力となり,
磁場中の電子は等速円運動をする。速さ[m/s]で半径r[m]の等速円運動をする電子の向
心加速度の大きさは「ウ|[m/s°]と表せるので,この電子の運動について次式が成り立つ。
m- ウ
エ
2?
ウ,エの
解答群
ev
eB
vB
evB
したがって,D, ②, ③から,この電子の円軌道の半径r[m]は,V[V], I[A]によらな
い比例定数。を用いて,r=|オ| [m] と表すことができる。
0 4
V
(0) k。
(2) k。
(3)ん。
V
オの
V
解答群
I
(6) k。
V
(5) k,VI
(7) k。
I
V
(次ページに続く)
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e
以上のことから,
カ[C/kg]であり,B{T]とI[A]と間の比例定数kを事前に
m
他の方法で求めておけば,電子の加速電圧V[V], コイルに流す電流I[A], 電子の円軌道
の半径r[m]の測定値を用いて,
の値が求められることがわかる。この
e
を電子の比
m
m
電荷 という。
V
V
V
V
V
カの
krI
kr?
kI
ky°T?
解答群
2V
2V
krI
kr1°
kyI
ky°?
(以上,物理問題終了)
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電磁気 電子 比電荷 高校物理 原子