Question

如圖所示，真空中有一平行板電容器，兩極板分別用鋅板和銅板制成（鋅板和銅板的極限頻率分別為υ₁和υ₂，且υ₁＜υ₂），板面積為S，間距為d．鋅板與靈敏靜電計相連，鋅板和銅板原來都不帶電．現(xiàn)用頻率為υ（υ₁＜υ＜υ₂）的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，假設(shè)光電子全部到達(dá)另一極板，則電容器的最終帶電荷量Q正比于（ ）

A．（υ₁-υ）
B．（υ₁-υ₂）
C．（）
D．（υ-υ₁）

Answer 1

【答案】分析：解決本題的關(guān)鍵是：首先利用光電效應(yīng)方程求出電子的最大初動能，然后理解電容器最終帶電量的含義：即電子不能再運動到負(fù)極板，其臨界狀態(tài)是電子減速到負(fù)極板時速度剛好減速為零．
解答：解：現(xiàn)用頻率為γ（γ₁＜γ＜γ₂）的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，根據(jù)光電效應(yīng)的條件，知單色光只有照射鋅板才能發(fā)生光電效應(yīng)．通過光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動能E_K=hγ-hγ₁．臨界狀態(tài)是電子減速到負(fù)極板時速度剛好減速為零．根據(jù)動能定理有：eU=E_Km=hγ-h₁．
平行板電容器的電容：C∝
而Q=CU，所以Q∝（γ-γ₁）．故D正確，A、B、C錯誤．
故選D．
點評：本題難度較大，將光電效應(yīng)和電容器、帶電粒子在電場中的運動聯(lián)系起來．關(guān)鍵知道光電效應(yīng)的條件、掌握光電效應(yīng)方程以及知道平行板電容器與什么因素有關(guān)．