問題互いに直交する一様電界と一様磁界の中を、電界と磁界の双方に垂直な向きに荷電粒子が進んでいる。電界の強さが2.0×10^4 V/m、磁束密度が1.0×10^-2 Tのとき、粒子が直進する(電界から受ける力と磁界から受ける力がつりあう)ときの速さはどれか。
- a2.0×10^4 m/s
- b2.0×10^2 m/s
- c2.0×10^6 m/s
- d2.0×10^8 m/s
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正解:c. 2.0×10^6 m/s
電界から受ける力qEと磁界から受ける力qvBがつりあう条件はqE=qvBであり、電荷が消去されてv=E/Bとなる。数値を代入するとv=2.0×10^4/(1.0×10^-2)=2.0×10^6 m/sである。2.0×10^2 m/sは電界の強さと磁束密度を掛け合わせた値、2.0×10^4 m/sは磁束密度による除算を行わなかった値、2.0×10^8 m/sは磁束密度の2乗で除した値であり、いずれもつりあいの条件v=E/Bを満たさないため誤りである。
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