なぜ、速度と垂直な向きに力が加わるとその物体は円軌道を描くのですか？

B 磁界中の荷電粒子の運動 磁界中の荷電粒子は, ローレンツ力を受けてどのように運動をするのか (exs- を考えてみよう。 磁束密度B [T] の一様な磁界中に, 電気量 g 〔C〕 (g>0)の荷電粒子が, 磁界の向きと垂直に速さ [m/s]で入射したとする。 このとき, 荷電粒子 は運動方向に垂直な向きに大きさ quB〔N〕のローレンツ力を受ける。その ため、荷電粒子の速度は、図16のよう に向きが変化する。 また, ローレンツ力 は常に速度の向きに垂直にはたらくので, 荷電粒子に仕事をしない。 よって, 荷電 粒子の速さは変わらず, 速度の向きだけ が変化する。 すなわち, 常に速度の向き と垂直に一定の大きさの力がはたらくの で、荷電粒子の運動は,ローレンツ力が 向心力となり, 等速円運動をする。 V g+ qvB 190B BO ①図 16 磁界中の荷電粒子の運動 (g>() の場合) 5

3と4番がわかりません 使う公式や考え方を教えてほしいです

8. 自由電子が移動することによって導体には 電流が流れる。 導体中の自由電子の数密度 (単位体積当たりの個数) nは,その導体を特 徴づける基本的な量の一つである。 n を求め る実験を考えよう。 図のように, 幅がw, 高さがd の長方形の 断面をもつまっすぐな導体中を大きさの電 流がy軸の正の向きに流れている。 導体の幅 と高さの方向にそれぞれx軸と軸をとる。 また、導体の両方の側面 KLMN と PQRS の間の電位差を測定できるように電圧計が接 続されている。 電子の電荷をe (e>0) とし 次の問いに答えよ。 K 電圧計 (V L I W N B P 2 S /R (1) この導体に軸正の向きに磁束密度Bの一様な磁場をかけた。このとき,自由電子 の速さをvとすると、 自由電子1個が受けるローレンツ力の大きさはいくらか。 0, B, e を用いて答えよ。 (2) 自由電子はローレンツ力により, 導体側面の一方へ集まり、 他方は少なくなる。 この結果, 両方の側面には互いに反対符号で等しい量の電荷があらわれ, 導体内部 にはx軸方向に電場が発生する。 最終的には, この電場から受ける力と磁場による ローレンツ力がつりあって自由電子は (1) と同じようにy軸に平行に運動する。この ときの電場の強さEをぃと B を用いて表せ。 (3) (2) 自由電子がy軸に平行に運動するようになったとき導体の両方の側面の間の電 位差V を測定した。 自由電子の数密度を、このV と, I, B, de を用いて求めよ。 (4) 側面 KLMN と PQRS ではどちらの電位が高いか。

高校物理、電磁気の範囲です🙇‍♀️ この問題の（1）について質問です フレミング左手の法則より答えを求めることはできたのですが、なにをやっているのかイメージできません（ ; ; ） 平行導線に、導線PQを繋いで（？）引っ張った向きが何故電流の向きになるのでしょう... 続きを読む

図のように, 水平面内で距離 1 [m] を隔てて張られた2本の平行導線 が、 抵抗 R [Ω] につながれている。 鉛直上向きに磁束密度B [T]の一様 R[Ω] 0 [m〕 な磁場をかけ, 平行導線に垂直に渡した導線 PQ を右向きに一定の速 さ [m/s]で引く。 以下の問いに答えなさい。 (1) PQ 内の自由電子(電荷-e[C])が受けるローレンツ力の向きと大きさはいくらか求めなさい。 なお,向きは(P → Q または Q → P のどちらかに○をつけなさい。) (2) PQに生じる起電力の大きさはいくらか求めなさい。 A. Q7P. (3) PQを流れる電流の向きと大きさはいくらか求めなさい。 なお、向きは(P → Q または Q → P のどちらかに○をつけなさい。) (4) PQを流れる電流が磁場から受ける力の向きと大きさはいくらか求めなさい｡ (5) PQを一定の速度で引き続けるためにはPQに外力を加える必要がある。外力の向きと大 さを求めなさい。 B P [① AB[T] 磁 フレミング zy P v (m/s)

物理の円運動で、質量と回転半径の関係について質問があります。 ここではローレンツ力による等速円運動で例を示します。 例えば、 ・磁束密度Bの一様な磁場中で、質量m、電荷eの荷電粒子Aがローレンツ力を受け、速度vで等速円運動をしていたとします。その回転半径をrとおき... 続きを読む

電気力とローレンツ力 解き方を教えてほしいです。電気力も加わっていて混乱しています。

(B) 図3のように真空中の領域A(0≦x≦L)にz軸の正の向きに一定で一様な 大きさEの電場が存在し, 同じく領域Aに2軸の負の向きに一定で一様な磁束 密度の大きさBの磁場が存在する。 質量 m, 電気量Q(Q> 0) の荷電粒子を x<0の領域から軸に沿って正の向きに速さVで領域Aへ入射させた。 荷電 粒子にはz軸方向に電場からの力が, xy平面と平行な方向にローレンツ力がは たらく。 また、荷電粒子にはたらく重力は電場による力やローレンツ力よりも十 分小さく無視できるものとする。 荷電粒子、 **-X (0 < X V 2 領域 A 図3 E B L>x 100 て 荷電粒子がx=Lの面から飛び出さないとき入射する最大の速さを Vmax と に入る式を,m,Q,E, B, L すると, Vmax ≦ (1) である。 (21) の中から必要なものを用いて答えよ。 QBL m

物理の磁気の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

188 第4章 電気と磁気 §9 ** 147 【12分 ・20点】 XXXXXX 2枚の同じ大きさの金属板A, B を d離して平 行に並べる。 座標系を図のようにとる。 軸方向の 金属板の長さは である。 金属板Bを接地し, 金属 板Aに正の電位Vを与え, A,B間に一様な電場を 作る。 電子がx軸に沿って A, B間に入射し, 座標 軸の原点0を速さで通過する。 電子の質量をm ○電荷を一とする。 電子によって金属板に誘導され る電荷や, 電子の運動に及ぼす重力の影響は無視す る。 問1 金属板の間で電子が受ける力の大きさFはい くらか。 ①ev 問2 ① 荷電粒子の運動 F ① -t m @v+ Ft m 01/01/ ② 3 のFを用いて表せ。 成分 : 1 z成分: 2 9 ひ e V d 2= 4 ③ 2 eVd また,この力はどちらを向くか。 2 ① x軸の正の向き (2) y軸の正の向き ③軸の正の向き ④軸の負の向き ⑤y軸の負の向き 6 z軸の負の向き 原点Oを通ってから時間t後,電子の速度の成分, 成分はいくらか。 問1 V. e F (5 -t Vd e また, 加える磁場の磁束密度の大きさはいくらか。 V Vd (5) vd V F (3 4 v-- -t m m 問3 金属板の間で電子が描く軌道を面へ射影したものを、 問1のFを用いて表 せ。 Fx 2 Fx Fx ① z= F 2m (モ) (3 ²=- 2mv 2mv 2m v 問4 電子が金属板に衝突せずに,右端z=l, z=s に達した。電子が金属板の間を 通過する間に,その運動エネルギーはどれだけ増したか。 問1のFを用いて表せ。 ① Fl ②Fs ③ F(l+s) 4 F(l-s) 問5 電場はそのままで, 金属板の間に一様な磁場を,ある座標軸方向に加え,『軸 に沿って入射した電子をそのままæ軸方向に直進させるには、磁場をどの向きに 加えればよいか。 1 解答群は問1 2と共通) y Vv d 2 O 2 44 V ed で A B ²- til-15 E 対磁ので FF

⑴がわからないです。

268 VI章 磁気 基本例題74 磁場中を回転する導体棒 図のように,鉛直下向きに磁束密度B[T]の一様な磁場 中で,長さα〔m] の導体棒 OP を, Oを中心として水平面 内で回転させる。 棒OP の角速度はw [rad/s] である。 (1) 点OとPのどちらの電位が高いか。 V2) OP間の誘導起電力の大きさはいくらか。 指針 ローレンツ力を受けて移動する電子 の向きから、 電位の高低を考える。 また, 微小時 間 4tの間に、棒 OP が描く面積をSとすると, 磁束の変化 4Φ=B×4S と表される。 は, 解説 (1) 棒 OP中の電子が受けるロー レンツ力は, フレミングの左手の法則から, 0 →Pの向きである。 電子はP側に集まるので, Pが低電位, 0 が高電位となる。 (2) 図のような回路 OPQO を考えると, 微小時 4S = na² x = B[T] 0a [m] [rad/s] 回転軸 間 4t の間の、棒OP の回転角はwdt なので 面積の増加 ⊿S は, wat 2π a²w4t 2 基本問題 528 - [m²] w4t 誘導起電力の大きさをVとすると, v=|-40|-|- BAS 4t At P Ba'w 2 AS (V) P' P

なぜローレンツ力は導体棒の中心にかかるのですか？

金属棒の上に導体棒を置いて動かした時、電子と陽子に働くローレンツ力の向きは同じ方向になりますか？

誘導電流は~の向きに流れ、という所がよくわかりません。教えて頂きたいです。

基本例題 88 コイルに生じる誘導起電力 第26章 電磁誘秀導 233 食本例題 88 ノコイルに生じる誘導起電力 図1のように,巻数50回で断面積が 1al、1| ト427 002mの円形コイルがある。コイルを貫 く磁束密度を変化させると,コイルに起電 B{[Wb/m°) 0.4 0.2 50 巻き 力が生じる。時刻 t=0秒から 10秒の間 0 810 t[s] の、磁東密度の変化 (図1の向きを正とす る)が図2で表されるとき,t=0秒から 10 -0.2 -0.4 a 図1 図2 物 秒の間の,点aを基準としたコイルの起電力(bの電位)Vの変化をグラフで示せ。 指針 ファラデーの電磁誘導の法則「V=-N4 -4の 」と 4p=AB·S を用いる。 At 誘導起電力の向き:レンツの法則,右ねじの法則を利用。a, b間に抵抗Rを接続した場合 に,誘導電流の向きが 6→R→』であれば,aに対してbの電位は正,反対の場合は負。 解答 t=0~1s, 4~6s:4B=0 より V=0V V[V]} t=1~4s:|VI =|-50x0.4-0.1x0.02|=0.1V -50× -×0.02|=0.1V 0.1 t[s) 十 誘導電流はb-→R→aの向きに流れ,bの電位は正。 ×0.02=0.2V 2 4 68 10 (-0.4)-0.4 10-6 t=6~10s:|v|=|-50× -0.2 誘導電流はaーR→bの向きに流れ,bの電位は負。 上の結果より,グラフは右の図のようになる。 rーーーナマ