题目内容
如图所示是研究光电效应现象的实验电路,、为两正对的圆形金属板,两板间距为,板的半径为,且。当板正中受一频率为的细束紫外线照射时,照射部位发射沿不同方向运动的光电子,形成光电流,从而引起电流表的指针偏转。已知普朗克常量h、电子电荷量e、电子质量m。
(1)若闭合开关S,调节滑片P逐渐增大极板间电压,可以发现电流逐渐减小。当电压表示数为时,电流恰好为零。求:
①金属板N的极限频率;
②将图示电源的正负极互换,同时逐渐增大极板间电压,发现光电流逐渐增大,当电压达到之后,电流便趋于饱和。求此电压。
(2)开关S断开,在MN间加垂直于纸面的匀强磁场,逐渐增大磁感应强度,也能使电流为零,求磁感应强度B至少为多大时,电流为零。
(1)① ② (2)
解析试题分析:(1)①据题意,由光电效应方程得到:
①
据电场力做负功,刚好等于动能变化,有:
②
极限频率为:
③
④
②当电源正负极互换后,在电场力作用下,电子飞到极板M上,且电压越大,飞到该极板上的光电子数量越多,当所有光电子飞到该极板时,电流达到饱和,此时飞得最远的光电子可以近似看出类平抛运动,则有:
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
(2)当在MN间加有匀强磁场,在磁场力作用下,光电子做匀速圆周运动,当运动半径最大的光电子的半径等于d/2,则光电子到达不了极板M,那么就可以使电流为0,则有:
⑩
⑾
⑿
考点:本题考查光电效应、类平抛运动和匀速圆周运动。
练习册系列答案
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如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块的运动过程中,下列正确的是( )
A.两个物块的电势能逐渐减少 |
B.物块受到的库仑力不做功 |
C.两个物块的机械能守恒 |
D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 |