【電界と電位】 +をどこにおいてもどっちも反発してどこ置いても0にならないと思うんですけど、意味がわかりません。 YouTubeとか色んな問題見るとどっちかが−なので、引力によって消えるのがどこかわかるんですけど、プラスで考えたら無理くないですか

電気力線と等電位線 T ・軸上の原点に電気量4gの正の点霊荷 エ=dの位置に気晃4の正 の点電荷がある。クーロンの法則の中 300 40 . 重力の影響に考えたい。 (1) z軸を含む平面内の電気力線の様子を表す図として最も適当なものを,下の① 例題69 真空中で, T ~④の中から選べ。 ただし, 図中の左の黒点は軸の原点 右の黒点はx=dの 電線を表す図として最も適当なものを ① ~ ④ の中から選べ。 OPLE 質量,正の電気量Qをもつ荷電粒子をx軸上のx=2dの点に静かに置いた。 人とd-xになる この電荷がx軸上の無限遠点に行ったときの速さ”を求めよ。 位置を示す。 なお, 図では電気力線の向きを表す矢印は省略してある。また、等 x軸上で電界が0になる点はどこか。 0- センサー 101 電気力線 ①接線が電界の方向 ②密→電界が強い 疎→電界が弱い ③正電荷(無限遠) から 負電荷 (無限遠) へ ④等電位面と直交 ⑤ Qから出る電気力線の 本数N=4kQ N ⑥E=- S (SはEに垂直な面積) りになる点をい 102 等電位線 地図の等高線に対応 正電荷→山の頂上 負電荷→海底の谷底 ●センサー103 真空中の荷電粒子の運動 ·mv²+aV=-F 解答 (1) この場合、 電気力線は正電荷から出て無限遠に行く。 本数は電気量に比例する。 答えは④4 ---O 4g×1 注 実際は三次元なので、 この平面内の本数が電気量に比例すると は限らない。 等電位線は地図の等高線に対応する。 電気量の絶対値が大き いほど等電位線は密になる。 答えは ② @k (2) 電界の強さは+1Cの電荷が受ける力である。 電界が0 なる点の座標をx(0<x<d) とすると、クーロンの法則よ り. ko g×1 (d-x)² これより (3-2d) (x-2d) = 0 = ko Aq 9 +ko 2d (2d-d) エネルギー保存の法則より, mx0°+QV= V = ko 注x=2dの点では電界の向きが同じなので不適。 (3) 無限遠点を電位の基準とすると, x=2dの点の電位Vは, 3koq (√+V) d ①②より, v= Asu 2 mv² + Qx0 物理 GURES 6kgQ md 2 ゆえに, x= d 3 20 24

物理 磁気 全統マークです。 磁場中ですがどうして円運動するのでしょうか？x軸方向にV0があるのでらせん運動になるかと思ったのですが…

Q 物理 問4 最後に図3のように, 磁場の向きを紙面に垂直で表から裏の向きに変えて、電 場と磁場の大きさも変える。 荷電粒子をx軸正の向きに初速度 Vo (0) 打ち出した場合を考える。このときの荷電粒子の運動を説明する文として適当で ないものを、後の①~④のうちから一つ選べ。 108 Vo 図 3 23 ⑧ 磁場 電場 x TS ① 電場中では等加速度運動をする。 ② 運動を始めてから最初に y=d に達したとき,x軸正の向きの速度成分は V』 である。 +168) y> d の領域では円弧を描き, その円の中心がy軸上にあれば、原点Oに 戻ってくる。 ④ y> d の領域で円弧を描くことはない。

(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0＜ω^2LC＜2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか？ 出典:難問題の... 続きを読む

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193

(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

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

写真のような問題之設定についてです。物体にx成分の力が働かないので、速度のx成分は変わらないと考えてるんですが、E(x)を加えるのはどうしてですか？

ロ31y 電界·磁界中の荷電粒子の運動と電界·磁界からされた仕事 右図において, Pは正電荷』[C), 質量 m[kg]をも つ荷電粒子で, x>0の領域には, 磁東密度B[Wb/m'] の一様な磁界が紙面の表から裏向きに加えられている。 時刻0に原点O0から粒子Pを初速度。 [m/s] で +x方 向に打ち出す。 その後の速さのx成分が変わらず 00と なるように,*軸に平行な電界E(x)を加える。 (1) Pの加速度のx, y成分は のB Pレ V0 (2) Pの時刻tの位置は エ= ][m], y=[ [m] 63 (3) Pの運動経路を表す方程式は ソ=) (4) Pの速度のy成分をxの関数として求めると Wwehの 0,= ][m/s) (5) これを用いて, 電界の×成分E(N/C] をx[m]の関数として表すと E (x) (6) Pが位置 (x, y) にくるまでに, 電界からされた仕事は Wi- からされた仕事は Wz=(の)][Jとなる。 (チ[J], 磁界 三

(2.88)から(2.89)への変形がわかりません 教えてください🙇‍♂️

の 本請 ソフ ん(ンズペア、 人 eV x Ke 0 沿 こ遠方での磁束 1 現れる株分を レジ42三 0 , 7(?) 6 PAM [3 (2.74) とおいて 7/ について展開する と 定常電流の場合, 電荷の保存則 V- 9 (2.76) +り次の関係式が成り 立つことが示せる. / ヴァ7み(7) 0 (?ニ12,3) (2.77) 9 (7g太(7) キ全大(7)) 0 Neの1.2.3) (2.78) この関係式を用いると 4 の第1項はゼロとなり = / @y ey)76ので7でrl | 7 PCの)] 9) と書き直せる. 磁気双板子モーメントとして (2.80) に 補: を定義する、 これにより〆/r についての展開の高次を無視する 2 aox

1ev=1.6×10^-19Jの関係の導出を定量的に教えて欲しいです。電子一つを1V加速した時に得るエネルギーだからE=QVの関係からというのになかなか納得できません。よろしくお願いします。

習っていないので分かりません。 教えてください🙇‍♀️

12|05一様な磁場内の荷電粒子の運動 次の文中の| ア | | オ ]に当てはまる適切な式を求めよ。また ①, (②) に答えよ。 磁束密度 ぢ[Wb/m2] の一様な磁場 (磁界) 中での荷電粒 子の運動について考える。図 1のように ァ*, ヵ, 々 軸をと り, 磁場の方向は z 軸に平行な方向とする。また荷電粒 子の質量を % [kg], 電荷を 9〔C] (9?>0) とする。ただし 重力の影響は考えなくてよい。 磁場に垂直に速さ 2[m/s] で荷電粒子を入射させたとこ ろ荷電粒子は * 平面上で一定の速さ ぃ[m/s] で等速円運 動をした。このとき荷電粒子が磁場から受ける加速度の大きさは| ア |[m/s] でぁる。 (1) 荷電粒子が等速円運動をする理由を述べよ。 (② 荷電粒子の描く 軌道の半径が [ml となることを示せ。 アー イ |[S]かかる。 次に図 2 のように点 O から *z 面内に速さ 2[m/s] で < 軸となす角度 の で荷電粒子を磁場に入射した。このと き z 軸に平行な方向の速さの成分の大きさは [m/s] であり, < 軸に垂直な方向の速さの成分の大 は[ エ ](m/s] である。この荷電粒子を 2 軸の> ながめると円運動しているように見える。z 軸 S ら見て荷電秒子が円軌道を 1 回転する間 図1