(1)如图1为光电管产生的光电子进行比荷测定的原理装置图,整个装置放在真空中,电源电动势为E,内阻为r,R0的总电阻为4r,两块水平的平行金属板分别由两种材料制成,其中N为锌板,M为铜板,两板相距为d,当仅锌板N受紫外线照射后,将发射沿不同方向运动的光电子,形成电流,从而引起电流计的指针偏转,若闭合开关S,调节R0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U时,电流恰好为零,此时滑动变阻器Pb之间的阻值为Rpb。若切断开关S,在MN间加垂直于纸面磁感应强度为B的匀强磁场时,也恰能使电流计的电流为零。求
a.滑动变阻器Pb的阻值Rpb大小;
b.光电子的比荷为多大。
(2)现将装置中的部分器材拆除,如图2所示。让频率为ν紫外线弧光灯同时照射原来都不带电的锌板和铜板,已知锌板和铜板的极限频率分别为ν1和ν2,且ν1<ν<ν2,板面积为S,间距d保持不变。假设光电子全部到达另一极板。已知普朗克常量为h,电子的电量的绝对值为e,平行板电容器的电容决定式为C=s4πkd。求
a.试导出电容器的最终所带的电荷量Q;
b.电容器内最终的场强E。

C
=
s
4
πkd
【考点】爱因斯坦光电效应方程.
【答案】(1)a.滑动变阻器Pb的阻值RPb大小为
b.光电子的比荷为
(2)a.电容器的最终所带的电荷量Q为。
b.电容器内最终的场强E为。
5
U
r
E
b.光电子的比荷为
8
U
B
2
d
2
(2)a.电容器的最终所带的电荷量Q为
S
h
(
v
-
v
1
)
4
πked
b.电容器内最终的场强E为
hv
-
hv
1
ed
【解答】
【点评】
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