大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)本試験
問68 (物理(第1問) 問5)
問題文
一様な磁場(磁界)中の荷電粒子の運動について、互いに直交する三つの座標軸としてx軸、y軸、z軸を定めて考える。荷電粒子がxy平面内で円運動しているときは、磁場の方向は( ウ )に平行である。また、荷電粒子がx軸に平行に直線運動しているときは、磁場の方向は( エ )に平行である。
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和6年度(2024年度)本試験 問68(物理(第1問) 問5) (訂正依頼・報告はこちら)
一様な磁場(磁界)中の荷電粒子の運動について、互いに直交する三つの座標軸としてx軸、y軸、z軸を定めて考える。荷電粒子がxy平面内で円運動しているときは、磁場の方向は( ウ )に平行である。また、荷電粒子がx軸に平行に直線運動しているときは、磁場の方向は( エ )に平行である。
- ウ:x軸 エ:x軸
- ウ:x軸 エ:y軸
- ウ:x軸 エ:z軸
- ウ:y軸 エ:x軸
- ウ:y軸 エ:y軸
- ウ:y軸 エ:z軸
- ウ:z軸 エ:x軸
- ウ:z軸 エ:y軸
- ウ:z軸 エ:z軸
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この過去問の解説 (1件)
01
解答 ウ:z軸 エ:x軸
ウの解説
等速円運動の加速度および力は常に回転の中心方向を向きます。
フレミング左手の法則により、円運動についての力の方向に親指、
速度(電流)の方向に中指を向けると
人差し指(磁場)は常に円運動する面(xy平面)と垂直な方向
(z軸に平行な方向)を向きます。
よって答えは ウ:z軸 となります。
エの解説
荷電粒子がx軸に平行に運動しているとき、
もし磁場がy軸方向ならxz平面内の等速円運動、
もし磁場がz軸方向ならxy平面内の等速円運動
となるはずです(フレミング左手の法則)。
よって消去法で「x軸」が残ります。
あるいは荷電粒子の運動が磁場と平行なら影響を受けない
ことを理解していれば直接「x軸」だと解答できます。
答えは エ:x軸 となります。
この選択肢が正解となります。
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