如图(a)所示,两竖直平行金属板A、B与x轴垂直,接在电压大小为
的稳压电源上,A板过原点,在B板上靠近中间处有一长度
的水平狭缝.在B板右侧水平放置边长为
的两正方形平行金属板C、D,两板间距
, 距板右端
处垂直x轴有一足够大的荧光屏。A板中间位置沿z轴方向有一线形离子源,可以连续释放初速度为零的正离子。已知离子源、B板上的狭缝和C、D板中间线均在同一水平面内,且C、D板不加电压时,屏上会出现长2cm一条水平亮线.现在C、D两极板间接上如图(b)所示的交变电压(若每个离子穿过C、D板间的时间极短,可认为此过程中C、D板间电压不变,极板间形成的电场可视为匀强电场),忽略电场的边缘效应,不计离子重力以及离子间的相互作用力,离子的比荷均为
。求:
(1)离子穿过B板狭缝时的速度大小;
(2)C、D板间电压为时,离子离开C、D板时的速度与水平方向夹角(即速度偏向角)的正切值;
(3)离子打在屏上的区域面积S。