の 図のように,3辺の長さ c, d, s の直方体の導体がある.直方体のそれぞれの辺と平行にr
軸,y軸,z軸をとる.導体に強さ I の電流をr軸の正の向きに流し,磁束密度の大きさ B
の一様な磁場をz軸の正の向きに加える.電子の質量
*B
面P
をm, 電気量を -e, 導体に含まれる自由電子の数密度
をnとする.導体表面のy軸に垂直な2つの面のうち
自由電子の
9軸の正の側にある面を P, もう一方をQとする。
以下では,過程がしっかり出来ないと答えも不正解
d.
面Q
C
(a)電流がr軸の正の向きに流れるとき,導体内の自由電子の平均速度 司の大きさvを c,
d, s, I, B, m, e, n のうち必要な量で表せ.速度すの向きを(言葉で)答えよ。
面P
(b) 右図に自由電子の速度 5,自由電子が受けるローレンツカ
OB
Fm, 面 P, Qに生じる電荷の様子,この電荷によって生
じる電場 E の電気力線,自由電子が電場 E から受ける力
面Q
C
f。を描け。
(c) 十分に時間がたった後で,電場 E の強さEをc, d, s, B, m, e, n, vのうち必要な
量で表せ、問い(b) の図の場合に電場 E の向きを(言葉で)答えよ。
(d) PQ 間の電位差Vを,c, d, s, I, B, m, e, n のうち必要な量で表せ、電位が高いの
は P, Qのどちらか。
Vs
と置く、自由電子の数密度 n を e, m, c, d, s, Ru のうち必要な量で表せ、
IB
(e) R
三
(f) 3辺の長さを c= 0.70 mm, d = 0.50 mm, s = 0.35 mm とする.導体の z 軸正の向
きに 8.0mA の電流を流し,z 軸正の向きに 2.50 T の磁東密度の磁場を加えた. PQ 間
に1.2× 10-6 V の電圧が発生したとき,この導体について R とnを求めよ.(有効数
字2桁)
2
0
