なぜ、速度と垂直な向きに力が加わるとその物体は円軌道を描くのですか？

B 磁界中の荷電粒子の運動 磁界中の荷電粒子は, ローレンツ力を受けてどのように運動をするのか (exs- を考えてみよう。 磁束密度B [T] の一様な磁界中に, 電気量 g 〔C〕 (g>0)の荷電粒子が, 磁界の向きと垂直に速さ [m/s]で入射したとする。 このとき, 荷電粒子 は運動方向に垂直な向きに大きさ quB〔N〕のローレンツ力を受ける。その ため、荷電粒子の速度は、図16のよう に向きが変化する。 また, ローレンツ力 は常に速度の向きに垂直にはたらくので, 荷電粒子に仕事をしない。 よって, 荷電 粒子の速さは変わらず, 速度の向きだけ が変化する。 すなわち, 常に速度の向き と垂直に一定の大きさの力がはたらくの で、荷電粒子の運動は,ローレンツ力が 向心力となり, 等速円運動をする。 V g+ qvB 190B BO ①図 16 磁界中の荷電粒子の運動 (g>() の場合) 5

電流の向きがわかりません。何回しても(a)の答えがy軸の正の向きになります

2 荷電粒子の運動 磁束密度B[T]の一様な [B 磁場中に,質量m[kg] の荷電粒子を入射する。 円周率をとし Xは紙面表から裏の向きを示す。 は紙面裏から表の向き, [A] 次の条件で,磁場と垂直に荷電粒子を入射す るとき (a), (b)について答えよ。 (a) 荷電粒子が受けるローレンツ力の向き (b) 荷電粒子がする等速円運動の半径と周期 ⑧ B[T] (1) 図の向きの磁場中に電 気量 q[C] の正電荷を速 さv[m/s]で入射した場 合 m.V内の上向きの XV y

5で、答えが正の理由がわかりません😢

- ⑤5 【磁場中の荷電粒子】 紙面の表から裏へ向かう (磁束密度Bの) 一 様な磁場に垂直に入射した荷電粒子が, 図のように反時計まわりに等 速円運動をした。 この荷電粒子の電荷は正か負か。 【解答】 11 (1) 右の図 (2) 2.5 A/m 2 (1) 右向き (2)2.0×102A/m IDE -8 (3) 2.6×10 4T (4) 5.2×10 - 8 Wb 3 (1) 紙面に垂直に表から裏に向かう 向きに IBI[N] (2) ON 4 大きさ...1.7×10N, カ･･･ 引力 5 正 磁力線 125 4 &B 磁場の 場向 のき 向き

赤線引いている所が③が答えがなのですが、なぜその向きになるのかが分かりません、、 教えてください。

2. 次の文章を読み、 ア カ に適切な語句、 数式を記入せよ。 その際、 ( )内の記号 を用いて答えよ。 ただし、 【ウ】は①〜④の中から選び数字で答えよ。本問題では電子の質量 を 図 a 電気量を (e>0)として表すものとする。 図aの放電管は、電子銃から射出された電子の軌跡 を観察する装置であり、 偏向極板に電圧を加えて、電 子の軌跡を上下に曲げることができる。 図 b は電子銃 と偏向極板を模式的に表している。 電子は、 電子銃の電極 A から出て、電極Bの小孔を通って 偏向極板に向かう。 小孔Bより射出されてすぐの、電子の進む方向に x軸、 x軸に垂直な方向 に y軸をとる。 y軸上に設置した蛍光面Sに電子が当たると、 衝突によって電子の運動エネルギー は光のエネルギーに変換され、 蛍光面Sに輝点があらわれる。 偏向極板は、幅ℓの2枚の平板電極 X1 と X2をdの間隔をとって平行に向かい合わせ、x 軸をはさむように平行に配置したもので あり、以降、これを一組の電極の対として X1X2と表記する。 放電管の内部は真空であり、電子 は蛍光面 S に衝突するまでの間、真空中を運動する。 電極の端における電場の乱れ、重力の効 果、 荷電粒子の運動によって生じる電磁波の影響は無視できる。 電子銃 I Vi A B 偏向極板 d 電子銃の電極 AB に V」の電圧を加えると､電極 A を初速度 0 で離れた電子が、 電極B を通 2 ev 過するときの速さ Vo は ア LE (e、m、Vi)になった。 /mno=evi no= 電極 X1X2間の電位差をV2とすると、電子が電極 XiX2間の一様な電場から受ける力の大きさ はF = イ(e, d) となり、その力の向きは 【ウ ① x軸の正の向き、②x軸の負の向き、 P=9E²₁ ③ y軸の正の向き、 ④ y軸の負の向きである。したがって、電極 X1X2 を通過した直後の電子の 速度のy 成分は (em Vod, ℓ, V2 ) となる。 電極 X1 X2 の右端から蛍光面 Sまで の距離をDとすると、電子が電極を通過した直後から蛍光面Sに当たるまでの時間はオ (D、 vo) となる。以上より、 輝点のy座標ycは電極 X1X2間の電位差 V2 に比例し、 yc=α V2 と書け ×{1+ℓ/(2D)}(カはe、m、Vo、d、ℓ、Dを用い ることがわかる。比例定数αはカ る) と表される。 AY Vo. l 16 X1 X2 (12 図 b (15 電子銃 偏向極板 20 アルゴンガス D S 0 → x

物理の磁気の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

188 第4章 電気と磁気 §9 ** 147 【12分 ・20点】 XXXXXX 2枚の同じ大きさの金属板A, B を d離して平 行に並べる。 座標系を図のようにとる。 軸方向の 金属板の長さは である。 金属板Bを接地し, 金属 板Aに正の電位Vを与え, A,B間に一様な電場を 作る。 電子がx軸に沿って A, B間に入射し, 座標 軸の原点0を速さで通過する。 電子の質量をm ○電荷を一とする。 電子によって金属板に誘導され る電荷や, 電子の運動に及ぼす重力の影響は無視す る。 問1 金属板の間で電子が受ける力の大きさFはい くらか。 ①ev 問2 ① 荷電粒子の運動 F ① -t m @v+ Ft m 01/01/ ② 3 のFを用いて表せ。 成分 : 1 z成分: 2 9 ひ e V d 2= 4 ③ 2 eVd また,この力はどちらを向くか。 2 ① x軸の正の向き (2) y軸の正の向き ③軸の正の向き ④軸の負の向き ⑤y軸の負の向き 6 z軸の負の向き 原点Oを通ってから時間t後,電子の速度の成分, 成分はいくらか。 問1 V. e F (5 -t Vd e また, 加える磁場の磁束密度の大きさはいくらか。 V Vd (5) vd V F (3 4 v-- -t m m 問3 金属板の間で電子が描く軌道を面へ射影したものを、 問1のFを用いて表 せ。 Fx 2 Fx Fx ① z= F 2m (モ) (3 ²=- 2mv 2mv 2m v 問4 電子が金属板に衝突せずに,右端z=l, z=s に達した。電子が金属板の間を 通過する間に,その運動エネルギーはどれだけ増したか。 問1のFを用いて表せ。 ① Fl ②Fs ③ F(l+s) 4 F(l-s) 問5 電場はそのままで, 金属板の間に一様な磁場を,ある座標軸方向に加え,『軸 に沿って入射した電子をそのままæ軸方向に直進させるには、磁場をどの向きに 加えればよいか。 1 解答群は問1 2と共通) y Vv d 2 O 2 44 V ed で A B ²- til-15 E 対磁ので FF

(1)の解き方を教えてください。 答えはイです。 よろしくお願いします🥺

定7T 520. 磁場中の荷電粒子の運動 紙面に垂直な磁束密度B[T]の一様な磁場中に, q[C] の正電荷をもつ質量 m[kg] の荷電粒子を,磁場と垂直に速さ [m/s]で点Pから入射さ せな。 図のように、粒子は, 時計まわりに半円の軌道を描いた。 (1) 磁場の向きは, 図のア,イのどちらか。 (2) 荷電粒子が磁場から受ける力の大きさはいくらか。 (3) PQ間の距離はいくらか。 (4) PからQに達するまでの時間はいくらか。 (5) 荷電粒子を入射させる速さを2倍にすると, PQ間 の距離,PからQに達するまでの時間は,それぞれ (3), (4) の何倍となるか。 ヒント (4) 求める時間は,円運動の周期の1/2の時間である。 例題71 A0.S AOS P v B (T) アイ 80 [m/s]0. Q

磁場中の荷電粒子の運動です。 1枚目の、vの向きがなぜこうなるのでしょうか？ フレミングを使うと、画像1枚目の向きになるのは理解できます。しかし、画像2枚目を参考にすると、vは逆ではないでしょうか？ 解説お願い致します。

ひ B 40 ローレンツカ f + q

（c）がわからないです。 誰か教えてください。//

W V=ー=DvBl 答 4 4. この紙面に垂直で表から裏に向かう一様な磁場を 考え、その磁東密度をBとする。磁場に垂直な長 方形の導線 abcd を設置して、ー辺 be を速さvで 右側へ動かすとする (図1参照)。 これについて下 記の問いに答えなさい。 速さvで磁場内を移動している導線 bc は起 電力V= vBI の電池と同等である。 図2の電 池の電圧をV=vBI とすると、 図1と図2は 同等である。したがって、 電流はc→d→a→b の向きに流れる。 荷電粒子qがbからcへ移動するのは磁場 からF= qvBの力を受けるからである。 した がって、図1では、導線の運動エネルギーが 磁場を介して起電力を生み出していることが 分かる。図2では電池の化学エネルギーが起 電力の源である。 答 d C c' a b b' d C 図1:時刻において、可動導線は bc の位置にあった とする。破線b'cは時刻! + Ar における可動導線の位 置を表している。 V (a)辺be 上の正の電荷qを帯びた自由荷電粒子 が磁場から受けるカFの大きさと向きを求 a b めよ。 図 2: 解答 Fは次式で与えられる。 (c) 荷電粒子が cdab 間を移動している最中は、 電 気エネルギーは磁場から荷電粒子に供給され ないことを確かめなさい。 つまり、この区間 では、荷電粒子の移動方向とローレンツカは 常に直交していることを示しなさい。 F= gixB すとがなす角はェ/2であるから力の大きさ Fは次式で与えられる。 F= qvB…答

このとき、力ってどっち向きに働いてますか？

とする。 420.磁場内の荷電粒子の運動● 質量 m[kg〕, 電気量 -e[C] の電子が磁束密度B[T]の磁場中において, 磁場の方向に垂直な面 内で[m/s) の速さで, 図に示す向きに円運動をしている。 (1)磁場の向きを答えよ。 (3) 円運動の周期T[s] を求めよ。 Te (2) 円運動の半径R[m] を求めよ。 >例題87

(3)このオーバーライン（？）はなんの意味があるんですか？？

十住万向の連動 刀性人 2mv PQ=2r= qB 2ェr 2元m