利用如图甲所示的电路研究光电效应,以确定光电管中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极,K受到光照时能够发射电子。K与A之间的电压大小可以调整。移动变阻器的滑片,可以获得灵敏电流计示数I与电压表示数U之间的关系。

(1)为了测得遏止电压,滑片P应该往a还是b端移动?
(2)美国物理学家密立根通过该实验研究光电效应,从而验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。他在实验中测量出某种金属的遏止电压Uc和与之对应的入射光的频率ν的多组数据,并利用这些数据作出Uc-ν图线,如图乙所示。已知元电荷e=1.60×10-19C。求普朗克常量h的数值。(运算结果保留2位有效数字)
(3)某同学设计了一种利用光电效应的电池,如图丙所示。K电极加工成球形,A电极加工成透明导电的球壳形状。已知K电极发射光电子的最小动能为Ek1,最大动能为Ek2,电子电荷量为e0假定照射到K电极表面的光照条件不变,单位时间射出的电子数目为N,所有射出的电子都是沿着球形结构半径方向向外运动,且忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。
a.求A、K之间的最大电势差Um,以及将A、K短接时回路中的电流I短;
b.在A、K间接上不同负载R时,电路中的电流可能会变化,求R在什么范围内变化,电流可保持不变。
【答案】(1)为了测得遏止电压,滑片P向a端移动;
(2)普朗克常量h的数值为6.3×10-34J•s;
(3)a.A、K之间的最大电势差Um为,以及将A、K短接时回路中的电流I短为Ne;
b.在A、K间接上不同负载R时,电路中的电流可能会变化,R在小于范围内变化,电流可保持不变。
(2)普朗克常量h的数值为6.3×10-34J•s;
(3)a.A、K之间的最大电势差Um为
E
k
2
e
b.在A、K间接上不同负载R时,电路中的电流可能会变化,R在小于
E
k
1
N
e
2
【解答】
【点评】
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