理論問12 過去問解説

Question

次の文章は、真空中における電子の運動に関する記述である。

図のように、 $x$ 軸上の負の向きに大きさが一定の電界 $E$ [V/m] が存在しているとき、 $x$ 軸上に電荷が $-e$ [C] ( $e$ は電荷の絶対値)、質量 $m_0$ [kg] の 1 個の電子を置いた場合を考える。 $x$ 軸の正方向の電子の加速度を $a$ [ $m/s^2$ ] とし、また、この電子に加わる力の正方向を $x$ 軸の正方向にとったとき、電子の運動方程式は

$m_0 a =$ ア $\cdots\cdots$ ①

となる。①式から電子は等加速度運動をすることがわかる。したがって、電子の初速度を零としたとき、 $x$ 軸の正方向に向かう電子の速度 $v$ [m/s] は時間 $t$ [s] のイ関数となる。また、電子の走行距離 $x_{dis}$ [m] は時間 $t$ [s] のウ関数で表される。さらに、電子の運動エネルギーは時間 $t$ [s] のエで増加することがわかる。

ただし、電子の速度 $v$ [m/s] はその質量の変化が無視できる範囲とする。

上記の記述中の空白箇所ア～エ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。

	ア	イ	ウ	エ
(1)	$eE$	$一次$	$二次$	$1 乗$
(2)	$\dfrac{1}{2} eE$	$二次$	$一次$	$1 乗$
(3)	$eE^2$	$一次$	$二次$	$2 乗$
(4)	$\dfrac{1}{2} eE$	$二次$	$一次$	$2 乗$
(5)	$eE$	$一次$	$二次$	$2 乗$

理論 問12 過去問解説

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