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物理 高校生

ローレンツ力の分野です。(3)の解説の説明の交流電圧の角周波数が円運動の角速度と等しくなっていれば〰︎とあるのですがなぜそうなるのかわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

【3】 正の電気をもつ質量の荷電粒子を加速する ことを考える。いま、半径 R,厚さの中空で半円 形の電極 AとBを図のように距離だけ離し、平面 上に置いた。ただし、厚さと距離はいずれも半 径Rより十分小さいものとする。2つの電極には図 の真上から見た図に対して紙面を裏から表に貫く方 向に磁束密度の大きさ B の一様な磁場がかかって いる。2つの電極ではさまれた領域 (Cとする) には 磁場はないものとする。電極AとBの間には交流 電圧V(f)=Vcos.ℓ,f が加わっており,t=0のと 真上から見た図) C A B P Be Bo /装置の\ 断面 CB 8E き、電極Aが高電位とする。 また領域Cの電場は一様とみなせるとしよう。 ABU Q FK この装置によって荷電粒子が加速されるようすは次のとおりである。 時刻 f=0 に電極 Aの右端の点Pに荷電粒子を置くと電圧V によって加速され、 電極 B に入る。荷電粒 子が2つの電極間の距離を移動する時間は十分短く、その間電圧は一定とみなせるもの とする。電極 Bに入った荷電粒子はローレンツ力を受けて円運動を行い,領域Cに達す るが、電極内の移動時間は領域を通過する時間に比べて十分長い。したがって、この 間に交流電圧の位相が180°変化していれば荷電粒子は再び電圧V によって加速され、 電 極Aに入って円運動を行い、領域Cに達する。 このように電極 A, B内で円運動した荷 電粒子は領域Cを通過するたびに加速をくり返す。以上を考慮して次の問いに答えよ。 (1) 時刻 f=0 電極 A の右端の点P に置かれた初速度の荷電粒子が電極 B に入ると きの速度を求めよ。 (2) 電極 Bに入った荷電粒子が行う円運動と円運動の向き(時計回り、反時計 回り)を答えよ。 (3)(2)の荷電粒子が電極 B内を通過する時間および領域Cに到達した荷電粒子を再 Vで加速するために必要な交流電圧の角周波数」をそれぞれ求めよ。 (4)(3)の荷電粒子が領域Cを通過して電極Aに入るときの速度 #27 電極 A内での円運 動の半径 および電極A内を通過する時間をそれぞれ で表せ。 (5)ここまでの考察により, 荷電粒子は領域Cを通過するたびに電圧Vでどんどん加速 されるが,加速に伴って電極 A, B内での円運動の半径がどんどん増大してしまい 荷電粒子が到達できる速度の上限が電極の大きさに依存してしまう。そこで,荷電粒子 の円運動の半径を保ったまま加速するには磁束密度の大きさと交流電圧の位相をどのよ うに制御すればよいか、答えよ。

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地学 高校生

問3を詳しく解説して欲しいです。

思考 115. 水の循環量次の文章を読み,問いに答えよ。 地球表層の水の97%以上は海水である。 陸水の大部分は(ア)で次に(イ)が多い。 海洋では蒸発量が降水量を上回っている。これは蒸発した水が水蒸気や雲として陸上に運 ばれ,降水となって陸地に達し、やがて海に戻っていくからである。 地球表層で水が滞留 する時間は,大気で(A)日程度であり、海洋表層で100年程度, 海洋深層で2000年程度 である。 中 地球表面の約7割を占める海は,大気とともに低緯度から高緯度への熱輸送に重要な役 割を担っている。低緯度の(ウ)風や中緯度の(エ)風によって, 大洋規模の (オ)循環ができる。低緯度で暖められた海水は、海流によって中緯度や高緯度に輸送 される。北太平洋では, 黒潮が熱を北向きに運搬する代表的な海流である。 oa (m) 問1 文章中の空欄(ア)~ (オ)にあてはまる最も適 水蒸気や雲としての輸送 (40) 陸上の水蒸気3← 海洋上の水蒸気 10 当な語句を答えよ。 大 気の循環を 問2 下線部について, 水は蒸発 (1) 蒸発 (75) 降水 (115) 蒸発 (430) 降水 (390) するときには周囲から熱を奪 い 凝結するときには周囲に出 熱を放出する。 このような状 陸地の水 |海洋 流水 ( 40 ) 態変化に伴う熱を総称して何 出と呼ぶか答えよ。 エ調 問3 空欄 ( A )にあてはまる | は貯蔵場所を表し、 数値は貯蔵量を示す (単位 105kg)。 は貯蔵場所間の流れを表し、 (数値)は流量を示す ちか (単位1015kg/年)。 数値を,右の図を参考にして大さ 計算し求めよ。 計算式も示せ。 図 地球上の水の循環 (16 神戸大改)

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