2016年度 電験3種 上期 - 理論 - 問12 2016年度 理論 問12

電荷 \(q\) [C] をもつ荷電粒子が磁束密度 \(B\) [T] の中を速度 \(v\) [m/s] で運動するとき受ける電磁力はローレンツ力と呼ばれ、次のように導出できる。まず、荷電粒子を微小な長さ \(\Delta l\) [m] をもつ線分とみなせると仮定すれば、単位長さ当たりの電荷（線電荷密度という。）は \(\dfrac{q}{\Delta l}\) [C/m] となる。次に、この線分が長さ方向に速度 \(v\) で動くとき、線分には電流 \(I = \dfrac{vq}{\Delta l}\) [A] が流れていると考えられる。そして、この微小な線電流が受ける電磁力は \(F=BI \Delta l \sin \theta\) [N] であるから、ローレンツ力の式 \(F = \) ( ア ) [N] が得られる。ただし、\(\theta\) は \(v\) と \(B\) との方向がなす角である。 \(F\) は \(v\) と \(B\) の両方に直交し、\(F\) の向きはフレミングの ( イ ) の法則に従う。 では、真空中でローレンツ力を受ける電子の運動はどうなるだろうか。鉛直下向きの平等な磁束密度 \(B\) が存在する空間に、負の電荷をもつ電子を速度 \(v\) で水平方向に放つと、電子はその進行方向を前方とすれば ( ウ ) のローレンツ力を受けて ( エ ) をする。ただし、重力の影響は無視できるものとする。 上記の記述中の空白箇所 (ア), (イ), (ウ) 及び (エ) に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。