电荷的定向移动形成电流。已知电子质量为m,元电荷为e。
(1)如图1所示,两个截面不同的均匀铜棒接在电路中通以稳恒电流,已知电子定向移动通过导体横截面A形成的电流为I1。求Δt时间内通过导体横截面B的电子数N。
(2)真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置,两板距离为d,Q板中心镀有一层半径为R2(R2<R1)的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后,锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压UPQ可调的电源、灵敏电流计G连接成如图2所示的电路。
已知单位时间内从锌薄膜中逸出的光电子数为n、逸出时的最大动能为Ekm,且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电了的重力以及光电子之间的相互作用,不考虑平行板的边缘效应,光照条件保持不变,只有锌金属薄膜发生光电效应。
a.调整电源两端电压,使灵敏电流计示数恰好为零,求此时电压Uc。
b.实验发现,当UPQ大于或等于某一电压值Um时灵敏电流计示数始终为最大值Im,求Im和Um。
c.保持R2不变,仅改变R1的大小,结合(2)a和(2)b的结论,在图3中分别定性画出当R1=2R2时I随UPQ变化的图线①和当R1=4R2时I随UPQ变化的图线②。
【答案】(1)Δt时间内通过导体横截面B的电子数为Δt;
(2)a、调整电源两端电压,使灵敏电流计示数恰好为零,此时电压为;
b、灵敏电流计示数最大值为ne,对应的某一电压值Um为;
c、图象见解析。
I
1
e
(2)a、调整电源两端电压,使灵敏电流计示数恰好为零,此时电压为
E
km
e
b、灵敏电流计示数最大值为ne,对应的某一电压值Um为
4
d
2
E
km
e
(
R
1
-
R
2
)
2
c、图象见解析。
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:470引用:2难度:0.3
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