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理論 問12電験三種 令和6年度 下期

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令和6年度 下期下期

次の文章は，電子レンジに内蔵されてマイクロ波を発生する，マグネトロン内の電子の軌跡を簡略化して説明した記述である。図に示すように，真空中の平行平板電極間に直流電圧を加えて平等電界E [V/m]を作り，平等電界と直交する方向に磁束密度B [T]の平等磁界を加えた。図中の◯ はz 軸の正の向きで，紙面に垂直かつ手前の向きを表す。陰極上の点P に初速零で電荷−e [C]の電子を置いて静かに離すと，y 軸の(ア) の向きの電界により電子は陽極に向かって動き始める。同時に電子は磁束密度に (イ) した大きさの (ウ) 力を受ける。磁界はz 軸の (エ) の向きのため，電子は電界と磁界の作用でx 軸の正の向きに移動する。このとき磁束密度が一定値以上では電子は陽極に到達せずに，図のように (オ) といわれる軌跡を描く。ただし，電子は紙面と平行な平面上を移動し，重力の影響は無視できるものとする。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

この問題の図
問題に添えられた図。出典は下に書いています。

選択肢をえらぶと、答えと解説が出ます

選択肢をえらぶと、
ここに答えと解説が出ます
正答 4

解説

電子は負電荷なので、陽極へ動かすには電界はy軸の負の向き。磁界中では磁束密度に比例するローレンツ力を受け、z軸負向きの磁界により+x方向へ曲がってサイクロイド軌跡を描く。

KEY POINT
ローレンツ力F＝qv×B、電子は向きが逆
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出典：令和6年度 下期 第三種電気主任技術者試験 理論 問12（一般財団法人 電気技術者試験センター）
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