求2008年上海高考物理卷第23题(待详细解答)。
23.
解:(1)设电子质量为m,电量为e,电子在电场I中做匀加速直线运动,离开I区时为v0,然后电场II做准平抛运动,假设电子从CD边发射,发射点纵坐标为Y,则有
eEL=1/2mv0^2
(l/2-y)=1/2at^2=1/2*ee/m*(l/v0)^2
解是y = 1/4L,所以原假设成立,即电子离开ABCD区的位置坐标是(-2L,1/4*L)。
(2)设释放点在电场区域I,其坐标为(x,y)。在电场I中,电子被加速到v1,然后进入电场II做准平抛运动,从D点离开,还有
eEx=1/ 2mv1^2
y=1/2at^2=1/2*ee/m*(l/v1)^2
解为xy = l ^ 2/4,即电场I区域中满足议程的点为期望位置。
(3)假设电子从(x,y)点释放,在电场I中加速到v2,进入电场II后做准平抛运动,在y '高度离开电场II时的场景与(2)类似,然后电子做匀速直线运动,经过D点后,有
eEx=1/2mv2^2
y-y′=1/2at^2=1/2*ee/m*(l/v2)^2
Vy=at=eEL/mv2,y′= Vy * L/nv2
得到Xy = l 2 (1/2n+1/4),即电场I区域中满足议程的点为所寻求的位置。