2023年度下期「過去問」

第三種電気主任技術者（電験三種）理論（問題12/18）

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) ················································ 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。