题目内容

【题目】如图所示,这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成。其原理是:当光照射光电管时电路中产生光电流,经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M被磁化,将衔铁N吸住。当光照消失时,电路中电流消失,衔铁N自动离开M

(1)示意图中,为了尽可能增大光电流,a端应是电源的______极(填“正”或“负”)。

(2)当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,则下列说法正确的是_____

A.增大绿光照射强度,光电子最大初动能增大

B.增大绿光照射强度,电路中光电流增大

C.仅改用同等强度的紫光照射,光电子的最大初动能不变

D.仅改用同等强度的紫光照射,光电子的最大初动能变大

(3)已知用光照强度为Jaa光和光照强度为Jbb光照射该光电管,分别产生的光电流I随电源电压U的关系如图中曲线所示(其中电源按(1)问连接时电压为正),且在电源电压和入射光频率确定时,光电流与光照强度成正比。则a光的频率______b光的频率(填“大于”“小于”“等于”或“无法比较”)。实验发现,用光照强度为Jaa光照射该光电管时,电压须大于+0.2V,继电器才能将衔铁吸附。若用光照强度为Jbb光照射该光电管,调整电源电压,当继电器刚好不能将衔铁吸附时,电源电压为_____V(需指出正负);若将电源电压调整为+1.6V,用a光照射该光电管,能使继电器将衔铁吸附的最小光强为______Ja(结果保留两位有效数字)。

【答案】 BD 小于 -0.4 0.78

【解析】

(1)[1]电路中要产生电流,则a端接电源的正极,阴极K发射电子,电路中产生电流,经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化,将衔铁N吸住;无光照射光电管时,电路中无电流,N自动离开M

(2)[2]AB.根据光电效应规律可知,增大光照强度时,光电子的最大初动能不变,但光电流增大,故A错误,B正确;

CD.根据光电效应方程

可知,因为紫光的频率大于绿光的频率,光电子的最大初动能增加,故C错误,D正确。

故选BD

(3)[3][4][5]根据光电效应方程

由于b光的图象与横轴交点在a光的图象与横轴交点的左侧,可知a光的反向遏止电压小于b光的反向遏止电压,根据方程得出a光的频率小于b光的频率;

由题干图像可知,用a光照射该光电管,且电源电压为+0.2V时,得到此时的光电流,如果使用b光照射该光电管,要得到相同的光电流,此时电源电压为

根据光电效应规律,当入射光频率一定时,光电流强度与光强成正比。根据题意得,若用光照强度为Jaa光照射该光电管时,电压等于+0.2V,继电器刚好不能将衔铁吸附时,此时的光电流占11个小格,当电源电压调整为+1.6V,此时的光电流占14个小格,要使继电器刚好不能将衔铁吸附时,就要降低光强使光电流恢复到11个小格,故

根据光电流与光强成正比,故

解得

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