問題
方針
「電界中の電子の運動」「磁界中の電子の運動（ローレンツ力）」に関する問題です。
解法
(ア)
「電界中の電子の運動」
電界中に電子を置くと、電子は電界と逆方向に加速度が一定の等加速度運動をする。
電界中に電子が斜めに突入したとき、電子は電界の逆方向に力を受けて、放物線の軌跡を描いて移動する。
電子ではなく正電荷の場合は、電界と同方向に同様の等加速度運動をする。
上図のように電界は陽極(＋)→陰極(ー)の方向なので、電界の方向はy軸の負の方向となります。
(ア)は「負」となります。
(イ)(ウ)(エ)
「磁界中の電子の運動（ローレンツ力）」
磁界において、ある速度で移動する電荷(正電荷または負電荷)に生じる力。(ブラウン管のしくみ)
方向はフレミング左手の法則に従う。(電荷が電子の場合は、電流の方向とは逆となる)
$\displaystyle F=Bevsinθ=\frac{mv^2}{r} \ [N] $
$F$：ローレンツ力 [$N$]
$B$：磁束密度 [$T$]
$e$：電荷 [$C$]
$v$：速度 [$m/s$]
$θ$：磁界と電荷の方向の角度 [$rad$]
$m$：質量 [$kg$]
$r$：半径 [$m$]
上記の式より、電子は磁束密度Bに比例した大きさのローレンツ力を受けるので、(イ)は「比例」(ウ)は「ローレンツ」となります。
これに該当する選択肢は(4)のみとなります。
磁界の方向はフレミング左手の法則より、電界がーy方向、電子の移動方向が＋x方向なので、磁界はーz方向となり、(エ)は「負」となります。
(オ)
(オ)は「サイクロイド」となります。
「サイクロイド曲線」とは、問題の図のように円が直線上を転がる時に円周上の1点が動く軌跡を表すものです。
解答
(ア)～(オ)すべてを満たすのは(4)となります。
(オ)に関しては難しいですが、他の選択肢が分かれば解答は導き出せると思います。
