22.(1)带电离子在电场中做类平抛运动,设离子飞出电场时竖直方向的位移为y,此时速度与水平方向的夹角为,出射速度方向的反向延长线与中间虚线交点为O  /O  /到平行板边缘的距离为x如图所示,设带电离子的加速度为a ,离子在电场中运动的时间为t ,依题意可得:

V=at

 V/Vo

由以上各式可得:                

O /点与O点重合,得证。              (2分)

(2)如图所示,能打在屏上的离子,其离开电场时的竖直方向的位移必须在一定范围,设为y1y2 ,由图可知,

y2=d/2,                        (1分)

对于y1可利用(1)的结果,用相似三角形比例关系可得:

,得:y1=d/6                 (1分)

又根据离子在电场中做类平抛运动可得:

       

          

对于y1=d/6,由以上4式可得:       (2分)

对于y2=d/2,由以上4式可得:        (2分)

所求动能要介于上述两动能值之间,即:

     EK               (1分)

附加题

(1)设电容器两板间的电压为U,电场强度大小为E,电子在极板间穿行时y方向上的加速度大小为a,穿过C的时间为t1,穿出时电子偏转的距离为y1

E=U/d

eE=ma

t1=l1/V0

y1=

由以上各式可得:

代入数据得:y1=4.8×10-3m               (4分)

由此可见y1d/2,电子可通过C

设电子从C穿出时,沿y方向的速度为Vy,穿出后到达屏S所经历的时间为t2,在此时间内电子在y方向移动的距离为y2

Vyat1

t2=l2/V0

y2=Vyt2

由以上有关各式得:

代入数据得:y2=1.92×10-2m              (4分)

由题意y=y1+y2=2.4×10-2m               (2分)

(2)如图所示                    (10分)

 0  159472  159480  159486  159490  159496  159498  159502  159508  159510  159516  159522  159526  159528  159532  159538  159540  159546  159550  159552  159556  159558  159562  159564  159566  159567  159568  159570  159571  159572  159574  159576  159580  159582  159586  159588  159592  159598  159600  159606  159610  159612  159616  159622  159628  159630  159636  159640  159642  159648  159652  159658  159666  447348 

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