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物理 高校生

分かる方お願いします。。。

第3 問 (配上 32 下図のような装置で陽イオンの運動を考える。イオン源から出た質旦、 電気量 (> 0) の陽イオンが, 極板Aの穴を通り z軸に沿って加速され、極板Aと極板Bの 穴を通退する。 その後、陽イオンは平行極板CD間に入射し. 軌道が図のように?軸 の正の向きに曲がり、 極板Cに衝突することなくCD間を出る。CD間を出ると陽イ オンは直進してz軸に垂直なスクリーンSに達する。極板AとB 行で 間請はヵュ である。また, Bは接地され、AB間の電位差の大きさは直流電源あめによりY」(>0) になっている。 一方.平行本板CDの剛隔はgdで, Dは接地され、 CD問の電位差の 大きさは直流電源《⑮により Vs(> 0)になっている。 陽イオンが運動する空間の電場 はAB間とCD聞にのみ存在し. それぞれ一様で、AB則ではz方1 方向に生しているものとする。図のように 。 CD 問では 。平行醒板CD の長きは了。, その右端から スクリーンSまでの距離はと。とする。また. 陽イオンは, CD間で軌道が曲がらなけ ればCD庫の中央をz軸に沿って直進し、スク* ン8上の=0の点に倍する。図 の装置全体は真空中にあるとし. 陽イオンが受け る重力は無視して以下の問いに答え よ。 引] 直流電 (@はAB間で陽イオンの速さが増加するよう はCD半 続きれている。 (1) 極板Aには、電源のの正極と負極のどちらがつをがっているか。また。 大板 でCには, 電源の正極と負極のどちらがつながっているみ。 では陽イオンの切道がy軸の正の向きに曲がるようにそれぞれ [B] Aの穴を通過するときの陽イオ ンの速さを無視して以下の問いに答えよ。 (の AB則の生協の大ききを求めよ。 | (3) 陽イオンがAの穴からBの穴に達するまでの間に, 電場から される仕事を来 めよ。 また, Bの穴を通るときの幅イオンの速さ pp を求めよ。 (4) CD 韻における陽イオンの加速度の大きさを求めよ。 | (⑮) 図の9は CD 間を出た後の陽イオンの雪遺のz 轄に対する叙きである< tan 9 を求めよ。また, CD 間を出るときの陽イオンのヵ族標 ヵ」 を求めよ。い | ずれも ?s を用いてもよい。 (6) 陽イオンが達するスクリーンS上の点の座標y。 をtan 9 。 を用いて 表せ。 (⑦) 陸イオンの質量 mn が2倍になると. ps の値. およびAの人欠を通ってからス リーン S に達するまでにかかる時間はそれぞれ何倍にをるか。 [C] 実際には。 馬イオンが達するスクリーンS上の点のヶ座娠はy。とys 2の 間に分布した。 これは、ムの穴を通過するときの陽イオンの運動エネルギーが9 から たas の間に分布しているからである。 8) Kaxをm 9 居、 の 、 7 4ぁ。 の中から必要なものを用い て表せ。ただし, ss は(3)の仕事に比べて十分に小さいとし, 団 が1に比べ て二分に小さい場合に成り立つ近似式1+。呈 ー = を用いよ。

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物理 高校生

北大 2009 問2の解説をお願いします

世転M を用章した。 その許さ 語 2に は4 Se と同じ画策さの下方 ある。 この金属板M には、同1で種板Aに若えられた電舌量の 3 倍の 電気量2のが難えられている。団2に示すようにスイッチを曲じ たま 上 まの状態で格板 A。 Bの電圧をに保ちこの金属板NA を極本 賠に平行にめっくり押入した。ここで. 種板A. Bと金Mは、析 に垂直な方向からみて正確に重なっているものとする・十分時間が経過し た後。 極板AとBに甘えられた電気量をそれぞれOx(〇とーQstQとす る。 ここで の。 と の。 は正である。 回路が接地されているためQxー Os+ 2の一 0 であることに注意して, Ox と Os を 〇のみを思いて表すと。@ぃー [し@ 」(o。 os= し@ 1 (〇となる. また. 格板人 と金票板Mの 間に生じた電界の大きさは, でを用いて| (の 1 VOであり、 金属板 M を含む極板A. B間に次えられた賜電エネルギーは、Cを用いて し @⑱ ()となる。 その後スイッチ Sw を開いて. 金属板M を極板A に向かってゆっく りと距離4/4だけ平行移動させた。 この平行移動に要じ た仕事はCを用いて| ⑨ (JJ)である。このとき極板A と金属板N の 間に生じた電界の大きさは Cを用いて ⑩ | V/mであり。 極板Aの (⑪D | (VJになる<・ 電位はを用いて

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