高中物理 | 配速法在复合场问题中的应用
在高中物理复合场专题中，常遇到带电粒子既受到洛伦兹力，同时还受到电场力或(和)重力作用而做曲线运动的一类问题，学生都感到很棘手，下面一起来看一看针对这类问题的解题方法。
先回顾一下速度选择器模型。如下图所示，空间存在着电磁复合场，匀强磁场B垂直纸面向内，匀强电场E竖直向下，一个带电量为+q的粒子(重力不计)以初速v0沿水平方向进入复合场，则粒子受力情况为：
若粒子进入上述电磁场时速度v≠v0，则运动轨迹将是复杂曲线，解决办法是将粒子的运动可看成是v0与v1两个运动的合运动，即v分解为v=v0+v1，因而粒子可以看做受到的两个洛伦兹力可看成qBv0与qBv1，其中qBv0平衡电场力qE，则粒子在电磁场中所受合力为F合=qBv1，这样，粒子的复杂运动分解成以匀速直线运动(速度v0)和匀速圆周运动(速率v1)的合运动。这实际上是借助等效原理和运动的合成分解原理，在全新的数理模型基础上简化了问题，我们将这种方法称之为“配速法”。
初速度为0
例1：在空间有相互垂直的场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，如下图所示，一质量为m，电荷量为e的电子从原点静止释放，不计重力，求电子在y轴方向前进的最大距离ym。
例2：某空间内存在电场强度大小E=100 V/m、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小B1=100T、方向垂直纸面向里的匀强磁场(图中均未画出)。一质量m=0.1kg、带电荷量q=+0.01C的小球从O点由静止释放，虚线OB与水平方向的夹角为45°，小球在竖直面内的运动轨迹如图中实线所示，轨迹上的A点离OB的距离为l，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
初速度不为0
总结：带电粒子在正交的匀强磁场和匀强电场或(和)重力中运动，若所受洛伦兹力与电场力或(和)重力不平衡而做复杂的曲线运动时，采用配速法。为带电粒子配上一对等大反向的速度或对带电粒子的初速度进行拆分。那么带电粒子复杂的曲线运动就可等效为沿某一方向的匀速直线运动和沿某一方向的匀速圆周运动的合成。
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