专题3 热点追踪二 配速法及其应用（PPT课件）-【正禾一本通】2026年高考物理二轮专题复习高效讲义

物 理 高三二轮专题复习高效讲义 高三二轮专题复习高效讲义 物 理 1 专题三 PPT下载 http:///xiazai/ 电场与磁场 2 热点追踪二 配速法及其应用 谢谢观看 带电粒子或带电体在复合场中所受合力不为零时，粒子做变加速曲线运动，轨迹常为摆线。处理此类问题时可把初速度进行分解，使其一个分速度对应的洛伦兹力与重力、或静电力、或重力和静电力的合力平衡，另一个分速度对应的洛伦兹力使粒子做匀速圆周运动，这样就可以将复杂的曲线运动看作匀速直线运动和匀速圆周运动的合成，这种方法叫配速法。如下面几个情况： 常见情况 处理方法 B­G摆线：初速度为0，有重力 把初速度0分解为一个向左的速度v1和一个向右的速度v1 B­E摆线：初速度为0，不计重力 把初速度0分解为一个向左的速度v1和一个向右的速度v1 常见情况 处理方法 B­E­G摆线：初速度为0，有重力 把初速度0分解为一个斜向左下方的速度v1和一个斜向右上方的速度v1 B­G摆线：初速度为v0，有重力 把初速度v0分解为速度v1和速度v2 【例1】 (2025·湖南高考)如图，直流电源的电动势为E0，内阻为r0，滑动变阻器R的最大阻值为2r0，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为d，平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。闭合开关S，当滑片处于滑动变阻器中点时，质量为m的带正电粒子以初速度v0水平向右从电容器左侧中点a进入电容器，恰好从电容器下极板右侧边缘b点进入磁场，随后又从电容器上极板右侧边缘c点进入电容器，忽略粒子重力和空气阻力。 (1)求粒子所带电荷量q； (2)求磁感应强度B的大小； (3)若粒子离开b点时，在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场，场强大小为，求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离xm。 (1)求粒子所带电荷量q； (2)求磁感应强度B的大小； (3)若粒子离开b点时，在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场，场强大小为，求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离xm。 解析：(1)闭合开关S，当滑片处于滑动变阻器中点时，由串并联电路规律可得电容器两极板间的电压为 U＝E0 粒子从a点进入电容器后，在电容器中受到电场力的作用，做类平抛运动，从b点离开电容器，设粒子从a点运动到b点的时间为t，则在水平方向由运动学公式有 d＝v0t 在竖直方向由牛顿第二定律有 q＝ma 由运动学公式有at2 联立可得q＝。 (2)设粒子经过b点时的速度大小为v，速度方向与水平方向的夹角为θ，则由平抛运动的推论可知 tan θ＝2× 则θ＝30° 由几何关系可知v＝ 粒子进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动，从c点进入电容器，设粒子在磁场中的运动半径为r，作出粒子从a点运动到c点的运动轨迹如图所示， 由几何关系可知r＝d 在磁场中，由洛伦兹力提供向心力有 qvB＝m 联立可得B＝。 (3) 在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场，则粒子在平行板电容器的右侧不仅受到洛伦兹力的作用，还受到水平向右的电场力的作用，则可将粒子在b点的速度分解，使竖直向上的分速度v1产生的洛伦兹力刚好平衡电场力的作用，如图所示， 则有qv1B＝qE 可得v1＝v0 由于v1和v的大小相等，则由几何关系可知粒子在b点的另一分速度v2＝2v cos 30°＝2v0，方向与竖直方向的夹角为30°，则粒子在平行板电容器右侧的运动可分解为速度为v1的竖直向上的匀速直线运动和以速率为v2的匀速圆周运动，设粒子做匀速圆周分运动的半径为r′，则由洛伦兹力提供向心力有 qv2B＝m 可得r′＝d 可得r′＝d 作出粒子圆周分运动的大致轨迹如图所示， 由几何关系可知 xm＝r′cos 30°＋r′＝d。 答案：(1)　(2)　(3)d 【例2】 (2024·山东高考)如图所示，在xOy坐标系x>0，y>0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，∠OMN＝60°，挡板上有一小孔K位于MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在0<y<L的范围内可以产生质量为m、电荷量为＋q的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场。挡板的厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。 (1)求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U0； (2)调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向； (3)当加速电压为时，求粒子从小孔K射出后，运动过程中距离y轴最近位置的坐标。 解析：(1)根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K的运动轨迹如图1所示， 根据几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为r＝xNK＝ 在△OMN区域，根据洛伦兹力提供向心力有 qvB＝m 在匀强加速电场中，由动能定理有 qU0＝mv2 联立解得U0＝。 (2)根据题意，作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图2所示， 根据几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为r′＝xNKcos 60°＝ 在△OMN区域，根据洛伦兹力提供向心力有 qv′B＝m 粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知，粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的电场力沿x轴正方向，又粒子带正电，则△OMN之外的第一象限区域，电场强度的方向沿x轴正方向 大小满足qv′B＝qE 联立可得E＝。 (3)在匀强加速电场中，由动能定理有 qU＝mv″2 可得v″＝ 在△OMN区域，根据洛伦兹力提供向心力有 qv″B＝m 可得粒子在△OMN区域运动的轨迹半径 r″＝L 作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如图3所示， 设粒子从小孔K射出的速度方向与x轴正方向夹角为θ，根据几何关系可得 sin θ＝ 则粒子从小孔K射出时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，可将此速度分解为沿x轴正方向、大小为vx″＝的速度和沿y轴正方向、大小为vy″＝的速度，结合(2)问分析可知，粒子从小孔K射出后的运动可以分解为沿y轴正方向的匀速直线运动和速度大小为的匀速圆周运动 由洛伦兹力提供向心力有qvx″B＝m 解得r‴＝L 又T＝ 分析可知当运动T时，粒子距离y轴最近，此最近位置的横坐标为x＝－r‴＝L 纵坐标为y＝L＋r‴＋vy″(n＝0，1，2，…) 综上，最近位置的坐标为 $