【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問025 解説｜思考ルート
磁界中を運動する荷電粒子に働くローレンツ力と軌道に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。
※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。
予想演習 No.025
磁界中を運動する荷電粒子に働くローレンツ力と軌道に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。
選択肢
磁束密度Bの均一な磁界中を速度vで垂直に運動する電荷qの粒子には、F_l = qvBのローレンツ力官が働く。
磁界中で運動する電子に働くローレンツ力によって形成される円運動の半径rの公式は、質量をmとすると r = (qB)/(mv) として表される。
荷電粒子が磁界中で等速円運動をする際の角速度omegaは、粒子の速度や軌道半径によらず omega = (qB)/(m) で表される。
電子の電荷が負であるため、フレミングの左手の法則または外積の定義に従って力の向きを正しく適用する必要がある。
正解と解説（思考ルート）
【正解】 選択肢 2
■【設問の意図と背景】
電磁気学におけるローレンツ力と荷電粒子の円運動に関する数式の正確性を問うとともに、類似項目の分子・分母の取り違えを見抜く力を測る問題です。
■【正解の根拠とメカニズム】
遠心力mv^2/rとローレンツ力qvBの釣り合いから、軌道半径rは r = (mv)/(qB) と導かれます。選択肢2の数式は分子と分母が逆になっています。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1：ローレンツ力の基本的な式 F_l = qvB は正しい記述です。
・選択肢2：半径rの公式が r = (qB)/(mv) と逆に記載されているため不適切です。
・選択肢3：角速度の公式 omega = v/r = (qB)/m は正しい表現です。
・選択肢4：負電荷に対する力の向きの考慮に関する記述は正しいです。
■【本番での即断ポイント】
半径rの式において速度vが分子に、磁束密度Bと電荷qが分母にある（r = mv/qB）ことを確実に思い出すことが急所です。
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