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2018年度 電験3種 上期 - 理論 - 問12 電験3種 配点 5

問題文

次の文章は、磁界中の電子の運動に関する記述である。 図のように、平等磁界の存在する真空かつ無重力の空間に、電子を \(x\) 方向に初速度 \(v\) [m/s] で放出する。平等磁界は \(z\) 方向であり磁束密度の大きさ \(B\) [T] をもつとし、電子の質量を \(m\) [kg]、素電荷の大きさを \(e\) [C] とする。ただし、紙面の裏側から表側への向きを \(z\) 方向の正とし、\(v\) は光速に比べて十分小さいとする。このとき、電子の運動は (ア) となり、時間 \(T=\) (イ) [s] 後に元の位置に戻ってくる。電子の放出直後の軌跡は破線矢印の (ウ) のようになる。 一方、電子を磁界と平行な方向に放出すると、電子の運動は (エ) となる。 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。

問題図
図はタップで拡大できます。
選択肢
(ア)
(イ)
(ウ)
(エ)
  • (1)
    (ア)
    単振動
    (イ)
    \(\dfrac{m}{eB}\)
    (ウ)
    a
    (エ)
    等加速度運動
  • (2)
    (ア)
    単振動
    (イ)
    \(\dfrac{m}{2\pi eB}\)
    (ウ)
    b
    (エ)
    らせん運動
  • (3)
    (ア)
    等速円運動
    (イ)
    \(\dfrac{m}{eB}\)
    (ウ)
    c
    (エ)
    等速直線運動
  • (4)
    (ア)
    等速円運動
    (イ)
    \(\dfrac{2\pi m}{eB}\)
    (ウ)
    c
    (エ)
    らせん運動
  • (5)
    (ア)
    等速円運動
    (イ)
    \(\dfrac{2\pi m}{eB}\)
    (ウ)
    a
    (エ)
    等速直線運動