電験三種 平成21年度(2009) 理論 問12 過去問解説
図1のように，真空中において強さが一定で一様な磁界中に，速さ $v$[m/s]の電子が磁界の向きに対して $\theta$[°]の角度（$0^\circ \lt \theta \lt 90^\circ$）で突入した。この場合，電子は進行方向にも磁界の向きにも（ア）方向の電磁力を常に受けて，その軌跡は，（イ）を描く。
次に，電界中に電子を置くと，電子は電界の向きと（ウ）方向の静電力を受ける。また，図2のように，強さが一定で一様な電界中に，速さ $v$[m/s]の電子が電界の向きに対して $\theta$[°]の角度（$0^\circ \lt \theta \lt 90^\circ$）で突入したとき，その軌跡は，（エ）を描く。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に当てはまる語句として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
- (1) （ア）反対，（イ）らせん，（ウ）反対，（エ）放物線
- (2) （ア）直角，（イ）円，（ウ）同じ，（エ）円
- (3) （ア）同じ，（イ）円，（ウ）直角，（エ）放物線
- (4) （ア）反対，（イ）らせん，（ウ）同じ，（エ）円
- (5) （ア）直角，（イ）らせん，（ウ）反対，（エ）放物線
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正解は(5)
解説
【考え方】磁界から受ける力は「進む向きにも磁界にも直角」、電界から受ける力は「電界の向きにそった一定の力」です。
覚えるポイント：磁界中の電子に働く力（ローレンツ力） $F = evB\sin\theta$、電界中の電子に働く力 $F = eE$（e：電子の電荷[C]、v：速さ[m/s]、B：磁束密度[T]、E：電界[V/m]）
■1 (ア)(イ) 磁界の中
磁界から受ける力は、進む向きにも磁界の向きにも直角です。→ (ア) 直角
速さを「磁界と直角な成分」と「磁界と同じ向きの成分」に分けます。
直角な成分で円を描き、同じ向きの成分で進むので、らせんになります。→ (イ) らせん
■2 (ウ) 電界の中の力の向き
電子はマイナスの電荷なので、電界の向きと反対向きの力を受けます。→ (ウ) 反対
■3 (エ) 電界の中の軌跡
一定の力を受けながら進むので、投げたボールのような放物線を描きます。→ (エ) 放物線
答えは(5)ピヨ。
出典：平成21年度（2009） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）理論 問12