高校物理

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5分で解ける!ローレンツ力に関する問題

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5分で解ける!ローレンツ力に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 電磁気62 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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磁場からの力を受けた正電荷が円軌道を描いて運動をしています。これは ローレンツ力 による運動だということを、先ほどのポイントで学習しましたね。

等速円運動の加速度の式は?

高校物理 電磁気62 練習 (1)問題文

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正電荷が円軌道を描くときの半径rを求めましょう。まず、この運動は、 ローレンツ力f による 等速円運動 でしたね。

高校物理 電磁気62 練習 図 赤字の書き込み全てあり

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正電荷の方向が電流の方向となるので、右ねじの法則からローレンツ力の方向は円の中心方向だとわかります。 中心方向に力fを受ける等速円運動 について考えればよいのです。

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ここで第1章の「運動と力」で学習した 等速円運動 を思い出しましょう。正電荷の加速度の大きさをaとすると、運動方程式より、
ma=f……①
さらに、 等速円運動の加速度a は、半径rと速度vを用いて、
a=v2/r
と表されます。
ローレンツ力f=qvB とあわせて①に代入すると、半径rの値が求まりますね。

(1)の答え
高校物理 電磁気62 練習 (1) 解答全て

周期は「1回転にかかる時間」

高校物理 電磁気62 練習 (2) 問題文

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次に円運動の周期Tを求めましょう。円運動の周期とは、 1回転するのにかかる時間 です。つまり、 1周の距離2πr速さv割り算 することで求まります。
T=2πr/v
ですね。(1)で求めたrの値を代入して答えを出しましょう。

(2)の答え
高校物理 電磁気62 練習 (2) 解答全て
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ローレンツ力
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