高考物理模型歸納有很多,以下列舉幾個:
1. 牛頓第三定律模型
2. 動量守恒模型
3. 碰撞模型
4. 帶電粒子在復合場中的運動模型
5. 電磁感應中的能量轉化模型
6. 連接體模型
7. 繩和桿模型
8. 繩的張緊和桿的彈力問題模型
9. 功和能模型
10. 臨界和極值模型
11. 豎直面內的圓周運動模型
12. 傳送帶問題模型
13. 磁流體發電機模型
14. 原子物理模型
這些模型是高考物理的重要內容,需要考生在備考時重點掌握。同時,考生還需要了解各個模型的應用場景和解題方法,以便在考試中能夠靈活運用。
題目:
在真空中,有一個半徑為$r$的圓形勻強磁場區域,磁場方向垂直于紙面,磁感應強度為B。在圓心處有一個粒子源,可以向各個方向發射速度為v的帶正電粒子,粒子的質量為$m$,電量為q。現在圓形區域上方高h處有一金屬板,其下方與圓形區域的圓心O處于同一水平線上。在金屬板下方加一個水平向右的勻強電場E,使粒子從圓形磁場區域邊界上的A點垂直于磁場射入磁場。已知粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為r,求:
(1)粒子在磁場中運動的周期;
(2)金屬板長度L;
(3)若粒子從圓形磁場區域邊界上的B點射入磁場,且粒子恰好不能進入圓形區域,求電場強度E的大小。
解析:
(1)粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,根據牛頓第二定律和圓周運動規律可得:
$qvB = m\frac{v^{2}}{r}$
$T = \frac{2\pi r}{v}$
(2)粒子從A點射入磁場后做勻速直線運動,到達金屬板時速度方向與金屬板平行,根據幾何關系可得金屬板的長度為:
$L = \sqrt{h^{2} + r^{2}}$
(3)若粒子從B點射入磁場后不能進入圓形區域,則粒子做類平拋運動,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動。根據幾何關系可得:
$h = \frac{1}{2}gt^{2}$
$L = vt$
聯立解得:$E = \frac{qB^{2}h^{2}}{4mE_{k}}$
其中$E_{k} = \frac{q^{2}B^{2}r^{2}}{4m}$為粒子的動能。
總結:該模型主要考察帶電粒子在電場和磁場中的運動規律和幾何關系,需要考生能夠熟練掌握相關知識并靈活運用。