【電験三種】平成30年度 理論 問12【静電界:ﾛｰﾚﾝﾂ力と電子の運動】
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- Опубликовано: 18 окт 2024
- 電験の問題をサクッと解くことに重点を置いて動画を製作しています。
今日のお題は「 平成30年度 理論 問12」です。
平行磁界中に電子を放出した時の電子の動きに関する問題です。
ﾌﾚﾐﾝｸﾞの左手の法則を使ってローレンツ力が働く方向を求める時に、電子の移動方向と電流の向きが逆になることに注意してください。
この手の問題は何度も出題されているので、是非マスターしてください。
おまけで、電子を磁界に対して斜めに放出した場合について解説します。
参考にしていただければ幸いです。
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【目次】
・問題の説明 0:05
・図とその説明 0:42
・解き方の概要 2:26
・解説 4:10
・電子を斜めに放出した場合 8:26
・終わりに 9:02
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超分かり易かったです。ありがとうございました。
そう言って頂けてうれしいです。
これからも頑張りますね！
とても丁寧な解説で、解りやすいです。助かりました。ありがとうございます。
うれしいコメントありがとうございます！
参考になったようでよかったです！
電気〇院より分かり易い概説でありがとうございました。
ヘビーな問題ですが💦繰り返し行い必ずマスターします🔥
嬉しいコメントありがとうございます！
繰り返し学習すれば必ずマスターできます。頑張りましょう！応援しています！
いつも参考にさせてもらっています。
4分20秒あたりで言っている、移動しているのはマイナス電荷というのは
どこで分かるのでしょうか？
どうしても分かりませんでしたので、教えて頂けたら嬉しいです。
単に電子と言う場合はマイナスの電荷（大きさは素電荷量）を帯びた粒子のことを言います。
陽電子と言う場合はプラスの電荷（大きさは素電荷量）を帯びた粒子のことを言います。
問題文には、電子が移動すると書かれているのでマイナスの電荷が移動することになります。
@@TACHE-denkenkamen
ありがとうございます！
そういうことだったんですね！
なかなか分からずに悩んでました。
いつも過去問解説の説明が分かりやすくて
解き方、考え方を勉強させてもらっています。
いつもお礼できてませんでしたので、
重ねてお礼させてください。
いつもありがとうございます！
3月の試験で良い報告ができるように頑張ります。
向心力と遠心力が釣り合っていて、同時に作用するなら電子はvの方向に直線的に動き続けると思うのですが、何故円運動をするのでしょうか？
向心力は実際に電荷が受ける力で、遠心力は回転する物体が外に飛ばされる方向に感じている見かけ上の力です。
なので、厳密に言うと”釣り合っている”と言うのは微妙なところで、等速円運動をしている物体において向心力と遠心力の大きさは等しいと考えればそれなりに納得が出来るんじゃないでしょうか。宙に浮いて自由に移動できる物体はそれらの力が等しくなる円軌道を描くということです。
@@TACHE-denkenkamen
遠心力はかかっておらず、電子にはvと向心力のみかかっているという認識でも大丈夫そうですか？で、向心力F=evB=mv^2/rどちらも向心力であって、書き方が違うだけ。なら納得できそうです
遠心力は見かけ上の力。
電子には向心力のみ掛かっている。
vは掛かっているのではなく単なる移動速度。
常に進行方向と直角に力が掛かるので常に曲がり続ける結果円軌道を描く。
このとき、円の半径と移動速度及び質量から算出される遠心力と向心力の大きさは等しくなる。
こんな感じです。
(イ)のTを求めるのに先にrを導かないといけないのが、非常に難しいです。。
この問題だけではないのですが、導く為の訓練ってどうやって学んでいかないといけないのか、ずっと悩んでます…
類似問題を沢山解くとパターンのようなものが見えてくるので、解説などを見て理屈が理解できるのであればとにかく数をこなしてみるがいいかもしれません。
私の場合それで切り抜けてきました。
H28・問12の質問お願いします。正答の（ウ）右方向がどうしても理解出来ません。電子の運動方向は電流と逆向きは踏まえて考えているのですが。。。かなり初歩的な質問で恐縮ですが何卒宜しくお願い致します。
ご質問ありがとうございます。
この問題のその部分は、表現が難しいところかなと思います。
自分が電子になったつもりで方向を考えると答えが出ると思います。
ということで、電子の進行方向(前方)と同じ方向に顔を向けて下さい。
この状態で、顔の前でフレミングの左手の法則を適用します。
進行方向(前方)に向かって電子が飛んでいるので、
電流は後方に向かって流れていると考えます。
なので、中指(電流の方向)は自分に向かっています。
そして磁界は上から下へ向かっています。
なので、人差し指(磁界の方向)は下を向けます。
そのとき親指(力の方向)はどちらを向いているでしょうか？
右ですね。
ということで、この問題の解答は右向きということになります。
ありがとうございます！
問題文の理解が出来ていないことを痛感しました。
不明な問題等、今後とも視聴させて頂き勉強したいと思います。
@@TACHE-denkenkamen
その体制だと指が窮屈ですね😅
しかし分かりやすいです。
自分も電磁力の向きの問題が苦手でした
電子方向だから逆になるんですね
完全に引っかけですね
今日は。お世話になります。
この問題の解答ですが（市販の「過去問」の解答もそうなのですが）、
・ローレンツ力と遠心力が釣り合っている
のではなく、
・ローレンツ力が向心力となって、電子に働いている
のだと思います；電子に加わっている力は、ローレンツ力だけです（遠心力は働いていません）。
つまり、
・ローレンツ力＝向心力
とすべきと思います。
強いて言えば、「遠心力」という見掛け上の力で説明すると、説明しやすい、ということなのかもしれませんが、等速円運動の説明として、「遠心力」、を引き合いに出すのは、不適当と思います（力学的に作用している力は、向心力、だけです）。
失礼しました。
こんにちは。
コメントありがとうございます。
＞ローレンツ力が向心力となって電子に働いている
電子を客観的に外から観測した場合はまさにその通りです。
私も本編中で ローレンツ力＝向心力 と明言しています。
そもそも遠心力は向心力と「つり合う」見かけ上の力です。
この問題では仰るとおり向心力＝ローレンツ力なので、
ローレンツ力（つまり向心力）と遠心力がつり合うという表現に間違いは無いと思います。
@@TACHE-denkenkamen 早速の返信、有難うございます。
電気の試験なので、力学の話をしても仕方がないのかも知れませんが、そもそも「遠心力」は慣性力という仮想の力です；円運動をしている物体（例えば電子ですが）に、遠心力、という力は働いていません。実際に働いているのは、向心力（ここではローレンツ力）、だけです。
実は、過去の問題（平成２４年問１２）の問題文でも、「電磁力と遠心力が釣り合っている」という記述があり、電験ではそのように取り扱う、というお約束なのだろうと思いますが、力学的に正しく説明するとすれば、電磁力が向心力となって電子に働いている、と記述すべきなのだと思います。
失礼しました。
コメントありがとうございました！