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物理 高校生

ローレンツ力の分野です。(3)の解説の説明の交流電圧の角周波数が円運動の角速度と等しくなっていれば〰︎とあるのですがなぜそうなるのかわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

【3】 正の電気をもつ質量の荷電粒子を加速する ことを考える。いま、半径 R,厚さの中空で半円 形の電極 AとBを図のように距離だけ離し、平面 上に置いた。ただし、厚さと距離はいずれも半 径Rより十分小さいものとする。2つの電極には図 の真上から見た図に対して紙面を裏から表に貫く方 向に磁束密度の大きさ B の一様な磁場がかかって いる。2つの電極ではさまれた領域 (Cとする) には 磁場はないものとする。電極AとBの間には交流 電圧V(f)=Vcos.ℓ,f が加わっており,t=0のと 真上から見た図) C A B P Be Bo /装置の\ 断面 CB 8E き、電極Aが高電位とする。 また領域Cの電場は一様とみなせるとしよう。 ABU Q FK この装置によって荷電粒子が加速されるようすは次のとおりである。 時刻 f=0 に電極 Aの右端の点Pに荷電粒子を置くと電圧V によって加速され、 電極 B に入る。荷電粒 子が2つの電極間の距離を移動する時間は十分短く、その間電圧は一定とみなせるもの とする。電極 Bに入った荷電粒子はローレンツ力を受けて円運動を行い,領域Cに達す るが、電極内の移動時間は領域を通過する時間に比べて十分長い。したがって、この 間に交流電圧の位相が180°変化していれば荷電粒子は再び電圧V によって加速され、 電 極Aに入って円運動を行い、領域Cに達する。 このように電極 A, B内で円運動した荷 電粒子は領域Cを通過するたびに加速をくり返す。以上を考慮して次の問いに答えよ。 (1) 時刻 f=0 電極 A の右端の点P に置かれた初速度の荷電粒子が電極 B に入ると きの速度を求めよ。 (2) 電極 Bに入った荷電粒子が行う円運動と円運動の向き(時計回り、反時計 回り)を答えよ。 (3)(2)の荷電粒子が電極 B内を通過する時間および領域Cに到達した荷電粒子を再 Vで加速するために必要な交流電圧の角周波数」をそれぞれ求めよ。 (4)(3)の荷電粒子が領域Cを通過して電極Aに入るときの速度 #27 電極 A内での円運 動の半径 および電極A内を通過する時間をそれぞれ で表せ。 (5)ここまでの考察により, 荷電粒子は領域Cを通過するたびに電圧Vでどんどん加速 されるが,加速に伴って電極 A, B内での円運動の半径がどんどん増大してしまい 荷電粒子が到達できる速度の上限が電極の大きさに依存してしまう。そこで,荷電粒子 の円運動の半径を保ったまま加速するには磁束密度の大きさと交流電圧の位相をどのよ うに制御すればよいか、答えよ。

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物理 高校生

写真の問題の赤線部についてですが、問題ではvがそれぞれ45°と角度が等しいことから、 赤線部のような作図をするとOPQが二等辺三角形になりOP=OQが半径であることから交点Oが円の中心であると求めることができると思うのですが、例えばPにおける角度が30°でQにおける角度が6... 続きを読む

85 ローレンツカ 一様な電場, または一様な磁場の中で, 正に帯電 した粒子が平面内を運動した。 図に示すように,平 面内の直線上に距離Lだけ離れた2点P, Q があ り,粒子は,点Pを直線と45°をなす方向に速さ 1916.h P V x 2 荷電粒子は磁場から進行方向に垂直なローレンツカ を受け, これが向心力となって等速円運動をする。点 P, 点Qを通りそれぞれの速度ベクトルに垂直な直線 をひく(図b)。 この2直線の上に円の中心があるの で, その交点が中心0になる。点Pにおける向心力は POの向きであるから, フレミングの左手の法則より 磁場は紙面に垂直で裏から表の向きになるので、⑤が正しい。 45° で通過した後、点Qを直線と45° をなす方向に同じ速さで通過した *A-0LMPI 5MODUSERT 問1 このとき, 電場や磁場の向きとして最も なものを、 右の①~⑥のうちから一つずつ選べ。 ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。 電場の場合: 1 磁場の場合: 2 AOO GEL Pf 45° 図 b ひ (2016) 紙面に垂直で裏から表の向き 紙面に垂直で表から裏の向き 1 V

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物理 高校生

式が二つしかないのでn1"が求めれないのですがどうやって説いているんですか?

人 へ 1 PAN によき 3 MTの支間の| ① |. ーー 、 は[大きく・小きさく]のどちらかを選び解答机にひ〇をつけ 玉 E m 由を に 15 字以上 30 字以下で説明せよ。 図のように, 断熱材で囲まれ, 容積が変化しない 3 つの容器が, 体積が押。 きる細管で連結されており, そこにコックA, Bがある。はじめコックA ni 義じられている。 3 つの容器 1 LL, 臣の容積はそれぞれ中, sma り. そこに絶対温度が75. 75(KJ, 物質量がヵ:。 z, xs[mol〕の単原キム 子の理想気体が封入されている。ただし, 気体定数を (J/ mol・K) 〕 とし, 理和 気体と外部とのエネルギーの出入りはないものとする。 1 IL 山 A B : ( , / 導い (3) 人 索 7> 73 か ヽノ Ns際/ ヽプ 3 容器1 の内部エネルギーは (J) と表される。容器の中の理想気体が 章子分子ではなく二原子人子で構成される場合内部エネルギーは5ー。ァの み と表され. 単原子分子のときよりも L② Kき<・ホさきの] 還のmiは (3③) | である。た 分子を構成する原子の振動は影響しないとする 、「導エネルギーの総和と物押の総和が保存する ら, 平衡状態に達したときの容回 と容器の となり. 容器Tと容器の中の気作物 中の和気体の慢度は| ④ ] (mol) となる。 5 コック 4 を開けたまま。コック の中の気体の物質量は | ⑦⑰ は (Fa) となる

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物理 高校生

誰かこの問題の(3)分かる人教えて下さい!

円(区画和tqm。 高きAt])の 還1 おもりが3つ(A、B.〇。 同じほねが3 っ(XY.のある。おもり A をばねXでっゃすと。 B6X ばおねXは[an]のびてつり合った。 この他| 円和(横Z[emり高き 3ktom])のおる5 D. 円すい型(面横 otcmri。 高き 3k[cn])のおも H6Z り Eがあり、おもりD と所の体和は等しい。こ| れらのおも りとばねを用いて置を組み立て。以 での株作ユー 4 を行った。あとの問いに答えなき い。 ただし。 おもりはすべて同じ閉所でできでい るので,導度は等しい。またばねのや大ききは考えないものとし。水中においでる気と同 信の性質を示すものとする。なお 図中のすべてのばねは。そののぴをはば等しく指いでいろので突 悪を表してはいない。 人大井) 多移計Pち (内作1] 団1のように。 ばねXY。Zとおもりん B,Cを交所に反続し。ばねの放を指で折 ち上げた= [紅作2] 国2のように. 操作1で組み立てた半還を水憶の中に入れる。まず。最下点のおもりC を完全にめ(拓角1)。 次におも B(状馬の。 おも り A(枯研3)の拓にすべてのおもり を深めた。 [了作3] 国3のように。 おもり D をばね Xでつるした交慎を氷村の中に入れる。 まおもりの 下糧から ん[cam]まで沈め(拓能9。決に下鍛から 2k[qm]まで沈め(章5)。最に全作 を先例に沈めた(拓く [押作4] 図4のように. おもり EをばねXでつるした装置を水相の中に入れる。 ますいの| 大面をつるし. おもりの下電(円すいの頂上から Acm]まで沈めた(提の次に| いの頂点をつるし。おもりの下手(幅すいの放再)から Acm]まで沈めた(38) (0 押作1においてどごね X。Y。 2ののびは人 TSなるか。 を用いで表せ %) 玩。 em 0間 ) (7し ei (操作2の扶態1において, ばねZは名作1のときと此べでscm]だけ短くつた。 1にお けるばねXYののびは人 m になるか。それぞれ/。 s を用いで表せ。また| 提作2の状態2 3 におけるばねXY ののぴのは何 cm になるひ。それぞれん。 <を用いで だし sくしとする。 状明liばaXUうしータ2 cm) ばaK(プ2U= 2 om 状避2:ばね人X() うし-29 cm) ばねMODZレ22 cm AreZ0) 9レー75 em) HHRMOラレー om トロ 回3 lehY Wsorexkoop 近作2のばね Xののびと次のような関係があった。 人馬1 と4のばねXののびは等しく。 同拉に。状馬2 と5 状明8と6のばねXののびはそれ でれきしい。」 このことより 折作4の拓馬 状態における| ・を用いて表せ。 7

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