2024届高考物理一轮复习课件：磁场-复合场之叠加场（摆线：配速法）

高中物理解题模型 高中物理 一轮复习 磁场（8/9） 高中物理 一轮复习 磁场（8/9） 1 磁感应强度 2 安培力 3 洛伦兹力 4 线状磁场边界 5 圆形磁场边界 6 放缩圆 7 旋转圆 8 复合场 9 现代物理模型 相关知识： 1.摆线：一个圆沿一直线缓慢地滚动，则圆上一固定点所经过的轨迹称为摆线。 磁场 — 复合场9（叠加场：摆线运动） 最速降线 参数方程： 等时曲线 运动分解： ①匀速直线运动； ②匀速圆周运动； 相关知识： 2.Bg叠加场中的摆线（v0=0）： 磁场 — 复合场9（叠加场：摆线运动） × × × × × × × × × × × × B +q m Ⅰ.“配速法”概述： mg qvB v v qvB 分运动： ①水平向右速度为v的匀速直线运动；②初速度为v水平向左的匀速圆周运动； v v O 相关知识： 2.Bg叠加场中的摆线（v0=0）： 磁场 — 复合场9（叠加场：摆线运动） Ⅱ.“配速法”使用： x y O P（x,y） vP vt ωt 2rsin[(2π-ωt)/2] vP v v ωt 相关知识： 2.Bg叠加场中的摆线（v0=0）： 磁场 — 复合场9（叠加场：摆线运动） Ⅲ.“配速法”与“微分法”对比： x y O P（x,y） vP 结论： Ⅰ.ωt=π： Ⅱ.ωt=2π： 动能定理及动量定理验证： 缺陷： Ⅰ.只能验证特殊状态下的速度及所在位置的纵坐标； Ⅱ.产生原因是竖直方向的冲量所用时间必须用“配速法”才能确定； 相关知识： 3.BEg叠加场中的摆线（v0=0）： 磁场 — 复合场9（叠加场：摆线运动） 处理问题的一般思路： 分运动： ①斜向上（与水平方向夹角为θ）速度为v的匀速直线运动；②初速度为v（方向如图所示）的匀速圆周运动； × × × × × × × × × × × × B +q m E mg qE θ mg′ qvB v v qvB mg′ θ v O v 相关知识： 4.Bg叠加场中的摆线（v0≠0）： 磁场 — 复合场9（叠加场：摆线运动） 处理问题的一般思路： mg qvB v v qvB v0 α 分运动： ①水平向右速度为v的匀速直线运动；②初速度为u（方向如图所示）的匀速圆周运动； v v0 u v O × × × × × × × × × × × × B +q m α v0 【 例题1】在磁感应强度为B的匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O点静止释放，小球的运动曲线如图所示，（已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍），重力加速度为g。求： ①小球运动到任意位置P（x，y）处的速率v； ②小球在运动过程第一次下降的最大距离ym； ③当在上述磁场中加一竖直向上、场强为E（E>mg/q）的匀强电场时， 小球从O点静止释放后获得的最大速率vm。 总结： 1.分解为一个匀速直线运动及一个匀速圆周运动；2.遇到BEg叠加场，先合成Eg场，等效一种场； ① ② qv′B qE-mg v′ v′ qv′B v ′ v ′ O ③ mg qvB v v qvB v v O θ P 磁场 — 复合场9（叠加场：摆线运动） v v 【 例题2】某空间内存在电场强度大小E=100V/m、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小B=100T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量m=0.1kg、带电量q=0.01C的小球从O点由静止释放，到达点O′时速率恰好为零。求： ①小球运动过程中的最大速率； ②小球运动过程中距离OO′的最大距离； ③OO′的长度及方向。 × × × × × × × × × × × × B +q m E O O′ mg′ qE θ mg qvB v v qvB mg′ θ v O v ① ② ③ ym 总结： 1.合成电场力及重力，洛伦兹力要平衡电场力与重力的合力，并确定该速度的大小及方向； 2.配一个与上述速度等大反向的速度，从而分解为匀速直线运动与匀速圆周运动； 磁场 — 复合场9（叠加场：摆线运动） ① ② 总结： 1.先把该配的速度配好，然后把配出的速度与初速度合成；2.最后分解为匀速直线运动和匀速圆周运动； 【 例题3】在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场，以水平向右和竖直向上为x轴y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系。一质量为m、带电荷量为+q的微粒从点P（ ，0）由静止释放后沿直线PQ运动。当微粒到达点Q（0，-L）的瞬间，撤去电场，同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出）， x Q O P y ①匀强电场的场强E的大小； ②撤去电场加上磁场的瞬间，微粒所受合外力的大小和方向； ③欲使微粒不从磁场下边界穿出，该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件? 磁感应强度大小