真空中一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成,板面积为S,间距为d.设影响电容器电容因素的表达式为εS/d  (其中ε为常数),现

真空中一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成,板面积为S,间距为d.设影响电容器电容因素的表达式为εS/d  (其中ε为常数),现

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真空中一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成,板面积为S,间距为d.设影响电容器电容因素的表达式为εS/d  (其中ε为常数),现用波长为λ(λ1<λ<λ2)的单色光持续照射两板内表面,则电容器的最终带电量为
A.dhc(λ–λ1)/eεSλλ1B.dhc(λ2–λ)/eεSλλ2
C.εShc (λ2–λ)/edλλ2D.εShc (λ–λ1)/edλλ1

答案
C
解析

试题分析:铂的极限波长为,钾的极限波长为,因为.由公式,极限波长短的极限频率高.所以,当以波长λ的光入射到两金属板内表面上时,只能使钾金属板发生光电效应.钾失去电子而成为电容器的正极板,光电子运动到铂金属板上后使铂金属板成为电容器的负极板.电子从钾金属板飞出时的动能为:
,公式中为钾金属的逸出功.
光电子不断从钾极板发出,又不断到达铂极板,使电容器带电不断增加,电压也不断增大,这个电压是使光电子减速的反向电压.当某时刻,光电子恰好到达铂极板时其速度减为零,则电容器的电量达到最大值Q=CU(这里的电压U相当于反向截止电压.)
由动能定理可以得到:
平行板电容器的电容:,联立解得: ,故选项ABD错误,C正确.
故选C
点评:本题难度较大,将光电效应和电容器、带电粒子在电场中的运动联系起来.解决本题时可用排除法:根据可知,该光不能使铂发生光电效应,故含有λ1的选项不对,
举一反三
已知锌的逸出功为3.34eV,用某单色紫外线照射锌板时,逸出光电子的最大速度为106m/s,求该紫外线在水中传播时的波长λ(电子质量me=9.11×10-31kg,普朗克常量h=6.63×10-34J•s,1eV=1.60×10-19J, 水的折射率n = 1.33)
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105年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象。关于光电效应,下列说法正确的是(       )
A.当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应
B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D.某单色光照射一金属时不能发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应

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光电效应实验中,下列说法正确的是
A.只要光照时间足够长就一定能发生光电效应
B.只要入射光强度足够大就一定能发生光电效应
C.光电子的最大初动能与入射光的频率有关
D.入射光频率大于极限频率才能产生光电效应

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当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,这时
A.锌板带负电B.有正离子从锌板逸出
C.有电子从锌板逸出D.锌板会吸附空气中的正离子

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用不同频率的光分别照射钨和锌的表面而发生光电效应,可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek-ν图象.已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.34 eV,若将二者的图线画在同一个Ek-ν坐标图中,用实线表示钨,虚线表示锌,则能正确反映这一过程的是图中的(  )
    
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