12|05一様な磁場内の荷電粒子の運動
次の文中の| ア | | オ ]に当てはまる適切な式を求めよ。また ①, (②) に答えよ。
磁束密度 ぢ[Wb/m2] の一様な磁場 (磁界) 中での荷電粒
子の運動について考える。図 1のように ァ*, ヵ, 々 軸をと
り, 磁場の方向は z 軸に平行な方向とする。また荷電粒
子の質量を % [kg], 電荷を 9〔C] (9?>0) とする。ただし
重力の影響は考えなくてよい。
磁場に垂直に速さ 2[m/s] で荷電粒子を入射させたとこ
ろ荷電粒子は * 平面上で一定の速さ ぃ[m/s] で等速円運
動をした。このとき荷電粒子が磁場から受ける加速度の大きさは| ア |[m/s] でぁる。
(1) 荷電粒子が等速円運動をする理由を述べよ。
(② 荷電粒子の描く 軌道の半径が [ml となることを示せ。
アー イ |[S]かかる。
次に図 2 のように点 O から *z 面内に速さ 2[m/s] で
< 軸となす角度 の で荷電粒子を磁場に入射した。このと
き z 軸に平行な方向の速さの成分の大きさは
[m/s] であり, < 軸に垂直な方向の速さの成分の大
は[ エ ](m/s] である。この荷電粒子を 2 軸の>
ながめると円運動しているように見える。z 軸
S ら見て荷電秒子が円軌道を 1 回転する間
図1
