高考物理一輪復(fù)習(xí)【知識專講精研】磁場-復(fù)合場之疊加場（擺線【知識專講精研】配速法）

高中物理解題模型高中物理

一輪復(fù)習(xí)磁場（8/9）高中物理

一輪復(fù)習(xí)磁場（8/9）1磁感應(yīng)強(qiáng)度2安培力3洛倫茲力4線狀磁場邊界5圓形磁場邊界6放縮圓7旋轉(zhuǎn)圓8復(fù)合場9現(xiàn)代物理模型相關(guān)知識：1.擺線：一個(gè)圓沿一直線緩慢地滾動(dòng)，則圓上一固定點(diǎn)所經(jīng)過的軌跡稱為擺線。磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）最速降線參數(shù)方程：等時(shí)曲線運(yùn)動(dòng)分解：①勻速直線運(yùn)動(dòng)；②勻速圓周運(yùn)動(dòng)；相關(guān)知識：2.Bg疊加場中的擺線（v0=0）：磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）××××××××××××B+qmⅠ.“配速法”概述：mgqvBvvqvB分運(yùn)動(dòng)：①水平向右速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)；②初速度為v水平向左的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；vvO相關(guān)知識：2.Bg疊加場中的擺線（v0=0）：磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）Ⅱ.“配速法”使用：xyOP（x,y）vPvtωt2rsin[(2π-ωt)/2]vPvvωt相關(guān)知識：2.Bg疊加場中的擺線（v0=0）：磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）Ⅲ.“配速法”與“微分法”對比：xyOP（x,y）vP結(jié)論：Ⅰ.ωt=π：Ⅱ.ωt=2π：動(dòng)能定理及動(dòng)量定理驗(yàn)證：缺陷：Ⅰ.只能驗(yàn)證特殊狀態(tài)下的速度及所在位置的縱坐標(biāo)；Ⅱ.產(chǎn)生原因是豎直方向的沖量所用時(shí)間必須用“配速法”才能確定；相關(guān)知識：3.BEg疊加場中的擺線（v0=0）：磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）處理問題的一般思路：分運(yùn)動(dòng)：①斜向上（與水平方向夾角為θ）速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)；②初速度為v（方向如圖所示）的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；××××××××××××B+qmEmgqEθmg′qvBvvqvBmg′θvOv相關(guān)知識：4.Bg疊加場中的擺線（v0≠0）：磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）處理問題的一般思路：mgqvBvvqvBv0α分運(yùn)動(dòng)：①水平向右速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)；②初速度為u（方向如圖所示）的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；vv0uvO××××××××××××B+qmαv0【例題1】在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O點(diǎn)靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)曲線如圖所示，（已知此曲線在最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到x軸距離的2倍），重力加速度為g。求：①小球運(yùn)動(dòng)到任意位置P（x，y）處的速率v；②小球在運(yùn)動(dòng)過程第一次下降的最大距離ym；③當(dāng)在上述磁場中加一豎直向上、場強(qiáng)為E（E>mg/q）的勻強(qiáng)電場時(shí)，小球從O點(diǎn)靜止釋放后獲得的最大速率vm?？偨Y(jié)：1.分解為一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)及一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)；2.遇到BEg疊加場，先合成Eg場，等效一種場；①②qv′BqE-mgv′v′qv′Bv′v′O③mgqvBvvqvBvvOθP磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）vv【例題2】某空間內(nèi)存在電場強(qiáng)度大小E=100V/m、方向水平向左的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=100T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=0.01C的小球從O點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)點(diǎn)O′時(shí)速率恰好為零。求：①小球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速率；②小球運(yùn)動(dòng)過程中距離OO′的最大距離；③OO′的長度及方向。××××××××××××B+qmEOO′mg′qEθmgqvBvvqvBmg′θvOv①②③ym總結(jié)：1.合成電場力及重力，洛倫茲力要平衡電場力與重力的合力，并確定該速度的大小及方向；2.配一個(gè)與上述速度等大反向的速度，從而分解為勻速直線運(yùn)動(dòng)與勻速圓周運(yùn)動(dòng)；磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）①②總結(jié)：1.先把該配的速度配好，然后把配出的速度與初速度合成；2.最后分解為勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)；【例題3】在地面上方某處的真空室里存在著水平向左的勻強(qiáng)電場，以水平向右和豎直向上為x軸y軸正方向建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的微粒從點(diǎn)P（，0）由靜止釋放后沿直線PQ運(yùn)動(dòng)。當(dāng)微粒到達(dá)點(diǎn)Q（0，-L）的瞬間，撤去電場，同時(shí)加上一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），xQOPy①勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大??；②撤去電場加上磁場的瞬間，微粒所受合外力的大小和方向；③欲使微粒不從磁場下邊界穿出，該磁場下邊界的y軸坐標(biāo)值應(yīng)滿足什么條件?磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，該磁場有理想下邊界，其他方向無限大。重力加速度為g。求：qEmgθvvyOmgqvBvvqvBv0vv0方向：水平向左③磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）【例題4】已知帶電粒子初速度沿x軸正方向，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，繪制Bg疊加場中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡；Ⅱ.mg/qB<v0<2mg/qB：Ⅰ.0<v0<mg/qB：v0-vvOv-v0vO磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）【例題4】繪制Bg疊加場中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，已知帶電粒子初速度沿x軸正方向，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里；Ⅳ.2mg/qB<v0：Ⅲ.v0=2mg/qB：vvOv0-vvO總結(jié)：1.v0=mg/qB是x軸上下的臨界點(diǎn)；2.v0=2mg/qB是速度是否出現(xiàn)反向的臨界點(diǎn)；磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）例題1例題2例題3例題4【例題1】在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O點(diǎn)靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)曲線如圖所示，（已知此曲線在最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到x軸距離的2倍），重力加速度為g。求：①小球運(yùn)動(dòng)到任意位置P（x，y）處的速率v；②小球在運(yùn)動(dòng)過程第一次下降的最大距離ym；③當(dāng)在上述磁場中加一豎直向上、場強(qiáng)為E（E>mg/q）的勻強(qiáng)電場時(shí)，小球從O點(diǎn)靜止釋放后獲得的最大速率vm。①②qv′BqE-mgv′v′qv′Bv′v′O③mgqvBvvqvBvvOθP磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）例題1例題2例題3例題4【例題2】某空間內(nèi)存在電場強(qiáng)度大小E=100V/m、方向水平向左的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=100T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=0.01C的小球從O點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)點(diǎn)O′時(shí)速率恰好為零。求：①小球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速率；②小球運(yùn)動(dòng)過程中距離OO′的最大距離；③OO′的長度及方向?！痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢罛+qmEOO′mg′qEθmgqvBvvqvBmg′θvOv①②③ym磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）例題1例題2例題3例題4①②【例題3】在地面上方某處的真空室里存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場，以水平向右和豎直向上為x軸y軸正方向建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的微粒從點(diǎn)P（，0）由靜止釋放后沿直線PQ運(yùn)動(dòng)。當(dāng)微粒到達(dá)點(diǎn)Q（0，-L）的瞬間，撤去電場，同時(shí)加上一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），xQOPy①勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大??；②撤去電場加上磁場的瞬間，微粒所受合外力的大小和方向；③欲使微粒不從磁場下邊界穿出，該磁場下邊界的y軸坐標(biāo)值應(yīng)滿足什么條件?磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，該磁場有理想下邊界，其他方向無限大。重力加速度為g。求：qEmgθvvyOmgqvBvvqvBv0vv0方向：水平向左③磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）例題1例題2例題3例題4【例題4】已知帶電粒子初速度沿x軸正方向，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，繪制Bg疊加場中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡；Ⅱ.mg/qB<v0<2mg/qB：Ⅰ.0<v0<mg/qB：v0-vvOv-v0vO磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）例題1例題2例題3例題4【例題4】繪制Bg疊加場中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，已知帶電粒子初速度沿x軸正方向，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里；Ⅳ.2mg/qB<v0：Ⅲ.v0=2mg/qB：vvOv0-vvO磁場

—復(fù)合場9（疊加場：擺線運(yùn)動(dòng)）本節(jié)重點(diǎn)：1.疊加場中的Bg擺線（v0=0）：××××××××××××B+qmmgqvBvv′qv′BvvO2.一般狀態(tài)：qvBvv′qv′Bmg′θvOv′mgqvBvv′qv′Bv0αv′v0uvO①確定需要平衡的力，一般為重力、電場力或重力及電場力的合力；②利用洛倫茲力與上述力平衡，并處理出相應(yīng)的速度大小及方向（記為v）；