如图所示,真空玻璃管两端的圆形金属电极K、A之间的距离为d,电极A的半径为r,用频率为的光照射电极K,从电极K逸出的光电子可向各个方向运动,当电源接的是反向电压时(如图甲所示),电流表刚好没有示数。已知电子的质量为m,电荷量为e,普朗克常量为h。求:
(1)金属K的极限频率;
(2)当电源提供正向电压时(如图乙所示),K、A之间的电场可看做匀强电场,为使从电极K中心逸出的光电子都能到达电极A,正向电压为多大?
(3)假设在(2)的正向电压下,近似认为每个电子都以最大速度垂直打在电极A上,电子打在电极A上的速度瞬间变为0,电流表的示数为i,则单位时间内电极A受到的冲量是多大?
(1)金属K的极限频率;
(2)当电源提供正向电压时(如图乙所示),K、A之间的电场可看做匀强电场,为使从电极K中心逸出的光电子都能到达电极A,正向电压为多大?
(3)假设在(2)的正向电压下,近似认为每个电子都以最大速度垂直打在电极A上,电子打在电极A上的速度瞬间变为0,电流表的示数为i,则单位时间内电极A受到的冲量是多大?
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更新时间:2022-11-24 16:13:28
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【推荐1】如图所示,电荷量为e、质量为m的电子从静止开始经电压U1的电场加速,从两极间中点进入平行板电容器中,电子刚进入两极板时的速度跟电场线方向垂直.两极板间的电势差为U2,两极板长为L1,间距为d.电子离开偏转电场后做匀速直线运动(不考虑电容器外的电场),打在距极板为L2的荧光屏上的P点.求:
(1)电子进入偏转电场时的初速度v0
(2)电子飞出偏转电场时沿电场线的偏移量y
(3)P点偏离荧光屏中央O的距离Y
(1)电子进入偏转电场时的初速度v0
(2)电子飞出偏转电场时沿电场线的偏移量y
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【推荐2】如图所示,空间存在匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面向里,电场的方向竖直向下。虚线MN为磁场和电场的分界线,电场的宽度为L,在匀强磁场中,平行于MN放置一个厚度可忽略不计的挡板,挡板左侧磁场宽度为d。一质量恒为m,带电量恒为+q的粒子以初速度从O点沿水平方向射入匀强磁场,当粒子的速度方向偏转了30°时,刚好穿过挡板,已知粒子穿过挡板后,速度方向不变,大小变为原来的一半,当粒子继续在磁场中运动速度方向又偏转了30°时经过MN进入匀强电场区域,最后沿水平方向离开电场。(不计粒子的重力,磁场的左边界和电场的右边界均与MN平行,磁场和电场范围足够长,不计粒子穿过挡板所用的时间)求:
(1)磁场的宽度D
(2)磁感应强度B与电场强度E的比值
(3)粒子从射入磁场到离开电场的过程中,在竖直方向上升的高度H
(1)磁场的宽度D
(2)磁感应强度B与电场强度E的比值
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(0.4)
【推荐1】如图所示,密封在真空中的两块等大、正对的金属板M、N竖直平行放置,间距为d。将金属板M、N与电源相连,两板间的电压大小恒为U。MN可看作平行板电容器,忽略边缘效应。用一束单色平行光照射金属板M恰好 发生光电效应。金属板M的面积为S,逸出功为W,普朗克常量为h。已知单色平行光均匀照射到整个金属板M上,照射到金属板M上的功率为P,能引起光电效应的概率为,光电子从金属板M逸出(不计初速度),经过两板间电场加速后打到金属板N上形成稳定的光电流,电子打到板N上可视为完全非弹性碰撞。电子的质量为m,电荷量为e。忽略光电子之间的相互作用。求:
(1)该单色光的频率;
(2)稳定时光电流的大小I;
(3)光电子对板N的撞击力的大小F;
(4)通过计算说明两金属板间电子的分布规律。
(1)该单色光的频率;
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(0.4)
【推荐2】二、测速
现代科技发展提供了很多测量物体运动速度的方法。我们教材介绍的门式结构光电门传感器如图所示,两臂上有A、B两孔,A孔内的发光管发射红外线,B孔内的光电管接收红外线。
(1)如图2所示,为了测量物体运动的速度,在物体上安装挡光片。用光电门传感器测量运动物体经过光电门时的速度,需要测量的物理量有______ 和______ 。
(2)光电门传感器是根据光电效应,利用光电转换元件将光信号转换成电信号的器件。如图3所示为某种金属在各种频率单色光照射下反向遏止电压U与入射光频率v之间的关系。从图中数据可知该金属的极限频率为_________ Hz(计算结果保留2位有效数字)。已知红外线的波长范围约在,用红外线照射该金属______ (选填“能”或“不能”)产生光电效应。(普朗克常量,电子电量)
(3)图(a)中磁铁安装在半径为R的自行车前轮上,磁铁到前轮圆心的距离为r。磁铁每次靠近霍尔传感器,传感器就输出一个电压信号到速度计上。
(1)测得连续N个电压信号的时间间隔为t,则在这段时间内自行车前进的平均速度______ 。
(2)自行车做匀变速直线运动,某段时间内测得电流信号强度I随时间t的变化如图(b)所示,则自行车的加速度______ (以车前进方向为正方向)。
(3)如图(c)所示,电流从上往下通过霍尔元件A(自由电荷为电子),当磁铁C沿图示方向运动经过霍尔元件附近时,会有图示方向的磁场穿过霍尔元件,在元件的左右两面间能检测到电势差。则磁铁经过霍尔元件的过程中(由空间磁场变化所激发的电场可忽略不计)______
A. 磁铁C的N极靠近元件且 B. 磁铁C的S极靠近元件且
C. 磁铁C的N极靠近元件且 D. 磁铁C的S极靠近元件且
(4)用微波传感器测量飞行网球的速度,利用发送信号与接收信号的频率差,通过公式计算出物体运动的速度。当球远离传感器运动时,单位时间内测得的信号数和波长( )
现代科技发展提供了很多测量物体运动速度的方法。我们教材介绍的门式结构光电门传感器如图所示,两臂上有A、B两孔,A孔内的发光管发射红外线,B孔内的光电管接收红外线。
(1)如图2所示,为了测量物体运动的速度,在物体上安装挡光片。用光电门传感器测量运动物体经过光电门时的速度,需要测量的物理量有
(2)光电门传感器是根据光电效应,利用光电转换元件将光信号转换成电信号的器件。如图3所示为某种金属在各种频率单色光照射下反向遏止电压U与入射光频率v之间的关系。从图中数据可知该金属的极限频率为
(3)图(a)中磁铁安装在半径为R的自行车前轮上,磁铁到前轮圆心的距离为r。磁铁每次靠近霍尔传感器,传感器就输出一个电压信号到速度计上。
(1)测得连续N个电压信号的时间间隔为t,则在这段时间内自行车前进的平均速度
(2)自行车做匀变速直线运动,某段时间内测得电流信号强度I随时间t的变化如图(b)所示,则自行车的加速度
(3)如图(c)所示,电流从上往下通过霍尔元件A(自由电荷为电子),当磁铁C沿图示方向运动经过霍尔元件附近时,会有图示方向的磁场穿过霍尔元件,在元件的左右两面间能检测到电势差。则磁铁经过霍尔元件的过程中(由空间磁场变化所激发的电场可忽略不计)
A. 磁铁C的N极靠近元件且 B. 磁铁C的S极靠近元件且
C. 磁铁C的N极靠近元件且 D. 磁铁C的S极靠近元件且
(4)用微波传感器测量飞行网球的速度,利用发送信号与接收信号的频率差,通过公式计算出物体运动的速度。当球远离传感器运动时,单位时间内测得的信号数和波长( )
A.变多,变长 | B.变多,变短 | C.变少,变短 | D.变少,变长 |
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【推荐1】某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为∶
①
②
(1)写出原子核的元素符号、质量数和核电荷数;
(2)已知原子核、、的质量分别为,,。相当于。试求每发生一次上述聚变反应①所释放的核能;结果保留三位有效数字
(3)用上述辐射中产生的波长为的单色光去照射逸出功为金属材料铯时,通过计算判断能否产生光电效应?若能,试求出产生的光电子的最大初动能普朗克常量,光在空气中的速度结果保留三位有效数字
①
②
(1)写出原子核的元素符号、质量数和核电荷数;
(2)已知原子核、、的质量分别为,,。相当于。试求每发生一次上述聚变反应①所释放的核能;结果保留三位有效数字
(3)用上述辐射中产生的波长为的单色光去照射逸出功为金属材料铯时,通过计算判断能否产生光电效应?若能,试求出产生的光电子的最大初动能普朗克常量,光在空气中的速度结果保留三位有效数字
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(0.4)
【推荐2】真空光电管(又称电子光电管)由封装于真空管内的光电阴极和阳极丝构成,如图()所示是半圆柱面阴极式光电管,阴极材料的逸出功为,阳极与阴极同轴放置,当频率为的入射光穿过光窗照到阴极上时,由于光电效应,逸出的电子在电场作用下作加速运动,最后被高电位阳极接收,形成光电流.不计电子重力及电子之间的相互作用.已知元电荷为,电子质量为,普朗克常量为.
(1)给光电管两极加上电压,求阴极表面逸出的电子的最大初速度和到达阳极的电子的最大动能.
(2)图()是小明画出的光电管横截面示意图,他撤去光电管两极的电压,在半径为的半圆平面内加一垂直截面向外的匀强磁场,只考虑电子在截面内的运动.
(Ⅰ)研究发现,要使电子能运动到阳极处,逸出时的速度必须大于,求所加磁场的磁感应强度值;
(Ⅱ)进一步研究表明,阴阳两极没有同轴会造成到达阳极的光电子数目不同,小明拿到一个“次品”,其阳极比正常圆心位置向右偏离了,假设光电子从阴极表面均匀逸出,且只考虑速度为的光电子,则此情况下到达阳极的光电子数是正常情况的百分之几?(可能用到的三角函数 ,)
(1)给光电管两极加上电压,求阴极表面逸出的电子的最大初速度和到达阳极的电子的最大动能.
(2)图()是小明画出的光电管横截面示意图,他撤去光电管两极的电压,在半径为的半圆平面内加一垂直截面向外的匀强磁场,只考虑电子在截面内的运动.
(Ⅰ)研究发现,要使电子能运动到阳极处,逸出时的速度必须大于,求所加磁场的磁感应强度值;
(Ⅱ)进一步研究表明,阴阳两极没有同轴会造成到达阳极的光电子数目不同,小明拿到一个“次品”,其阳极比正常圆心位置向右偏离了,假设光电子从阴极表面均匀逸出,且只考虑速度为的光电子,则此情况下到达阳极的光电子数是正常情况的百分之几?(可能用到的三角函数 ,)
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(0.4)
【推荐1】如图所示,电源的电动势为E,内阻不计,K为光电管的阴极.闭合开关S,将波长为λ的激光射向阴极,产生了光电流.调节滑片P,当电压表示数为U0时,光电流恰好减小到零,已知普朗克常量为h,电子电荷量为e,真空中光速为c。求:
(1)入射激光光子的动量p;
(2)从阴极K发出光电子的最大初动能;
(3)增大入射激光的频率,为能测出对应的遏止电压,入射激光频率的最大值。
(1)入射激光光子的动量p;
(2)从阴极K发出光电子的最大初动能;
(3)增大入射激光的频率,为能测出对应的遏止电压,入射激光频率的最大值。
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(0.4)
【推荐2】如图所示,一平行金属极板竖直置于x轴负半轴某一位置,现施加一光照使得“-极板”的电子逸出。在“+极板AB”处有一特殊网罩,它只能够接受速度以最大初动能逸出且速度方向垂直极板的电子。极板AB长度为2a,且在极板中心处开有一个长度为a的区域,电子只能从该区域水平向右射出。在原点O的正上方有一半径为a的圆形区域磁场,磁感应强度为B,且在三四象限也分布着范围足够宽的磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小可调。若从极板AB逸出的电子均能够从O点的小孔射出。已知电子的质量为m,电荷量为e。
(1)若极板间的电压为U,“-极板”逸出功为,普朗克常量为h,求圆形区域内磁场的方向及照射光光子的频率;
(2)若第三、四象限磁场的磁感应强度大小也为B,求电子从O点射出后,打在x轴的坐标范围;
(3)若第三、四象限磁感应强度在()到()之间变化。要完全分辨从与射出的电子经O点后打在x轴的位置,则应小于多少?
(1)若极板间的电压为U,“-极板”逸出功为,普朗克常量为h,求圆形区域内磁场的方向及照射光光子的频率;
(2)若第三、四象限磁场的磁感应强度大小也为B,求电子从O点射出后,打在x轴的坐标范围;
(3)若第三、四象限磁感应强度在()到()之间变化。要完全分辨从与射出的电子经O点后打在x轴的位置,则应小于多少?
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