川崎医科大学医学部2014年度物理入試問題
こんにちは 医学部受験指導プロ家庭教師の田中です。
今回は、川崎医科大学の2014年度の物理の2番目の大問の問1を解説します。
電磁気の「ローレンツ力を向心力とする電子の運動」の問題です。
電子に働く力をきちんと理解して、基本的な公式を正しく用いて解くことが必要です。
(c)と(d)は頻出問題です。必ず解けるようにしておきましょう。
川崎医科大学医学部物理過去問対策
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川崎医科大学医学部2014年度物理入試問題 2.電磁気ローレンツ力を向上力とする電子の運動 問題
川崎医大医学部2014年度物理入試問題 2.ローレンツ力を向上力とする電子の運動 解説解答
| (a) 電子が陰極を出てから陽極に到達するまでの時間はいくらか。[ア] |
| 解答 |
| 電子が電界を通過するときに受ける力をF1とし、生じる加速度をaとする。 |
| 運動方程式より F1 = ma ・・・① |
| また、公式より F1 = eE ・・・② |
| ①，②より ma = eE |
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| 求める時間をtとおくと、移動距離Lは |
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| (b) 磁界領域に入射したときの電子の速さはいくらか。[イ] |
| 解答 |
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| (c) 電子が磁界から受ける力の大きさはいくらか。[ウ] |
| 解答 |
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| (d) 磁界領域で電子が描く円軌道の半径ｒはいくらか。 [エ] |
| 解答 |
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| (e) 円軌道の半径rを用いて比電荷を表しなさい。[オ] |
| 解答 |
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| (f) 電子が円軌道を一周するのに要する時間Tはいくらか。[カ] |
| 解答 |
| 一定の速度vで、長さ2πrの円周を一周するのにかかる時間がTだから |
| VT = 2πr |
| ⑦を代入して |
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| [カ] 答 ② |
| (g) 電界の強さと電束密度をどちらもはじめの値の2倍に強めたとする。 |
| (ⅰ) 円軌道の半径はrの何倍になるか。[キ] |
| 解答 |
| 電界の強さと電束密度をどちらもはじめの値の2倍に強めたときの円軌道の半径をr'とする。 |
| ⑧の式において、rのところにr'を、E，Bのところにそれぞれ2E，2Bを代入して |
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| [キ] 答 ④ |
| (ⅱ) 電子が円軌道を一周するのに要する時間はTの何倍になるか。[ク] |
| 解答 |
| 同様に、求める時間をT'とすると、 |
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| [ク] 答 ⑤ |
