共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)本試験
問70 (物理(第1問) 問4)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)本試験 問70(物理(第1問) 問4) (訂正依頼・報告はこちら)

図3に灰色で示す真空中の領域Rを電子が通過している。電子の入射速度は一定である。領域Rに、電子の入射速度の向きに垂直に一様な電場(電界)をかけ、さらに同じ領域に適当な磁場(磁界)をかけると、電子は速度の向きを変えずに直進して、速さv1で領域Rを出た。電場を維持して磁場を0にしたときと、磁場を維持して電場を0にしたときには、電子は速度の向きを変えて、それぞれ速さv2,v3で領域Rを出るようになった。v1,v2,v3の大小関係を表す式として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • v1>v2=v3
  • v2>v3=v1
  • v3>v1=v2
  • v1>v2>v3
  • v2>v3>v1
  • v3>v1>v2
  • v1=v2=v3

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この過去問の解説 (1件)

01

解答 v2>v3=v1

 

解説

(電場のみ)>(磁場のみ)=(電場と磁場)となります。

 

v1について:

電場の向きは電子の入射速度に垂直で、大きさは一様です。

磁場から受ける力(ローレンツ力)は常に速度に垂直です。

曲がらなかったという結果から、図3の縦方向について

電場と磁場が釣り合っていると判断できます。

また、図3の横方向については電場からも磁場からも力を受けていません。

図3について縦にも横にもかかる力はゼロであり、電子は等速直線運動します。

つまりv1は入射速度に等しくなります。

 

v2について: 

電場の向きは電子の入射速度に垂直で、大きさは一様です。

電場のみのとき、電子は図3の横方向には等速直線運動、

縦方向には等加速度直線運動します。

縦方向に加速されているため、v2は入射速度よりも速くなります。

 

v3について:

磁場から受ける力(ローレンツ力)は常に速度に垂直なため、

仕事をしません。運動の向きを変えるだけで、速さを変えません。

よってv3は入射速度に等しくなります。

 

よって答えは v2>v3=v1 となります。

選択肢2. v2>v3=v1

この選択肢が正解となります。

まとめ

ローレンツ力は仕事をしないことに注意しましょう。

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