Question

如圖所示，真空中金屬板M、N相距為d，當N板用波長為λ的光照射時，電路中的電流恒為I.設電子的電荷量為e，質量為m，真空中光速為c.

（1）求每秒到達M板的電子數(shù).

（2）當垂直于紙面再加一勻強磁場，且磁感應強度為B時，電路中的電流恰好為零，求從N板逸出光電子的最大初動能和N板的逸出功.

 

Answer 1

【答案】

（1）設每秒到達M板的電子數(shù)為n，由電流強度的定義，有

 ①

故 ②

（2）根據光電效應的原理，從N板逸出的光電子的動能和速度方向各不相同，加上磁場后，只要平行于N板且動能最大的電子不能到達M板，則其它方向，動能無論多大的電子均不能到達M板，此時，電路中電流恰好為零。設具有最大初動能的電子速率為，③

由牛頓第二定律，有 ④

得： ⑤

故，電子的最大初動能 ⑥

根據愛因斯坦光電效應方程，設N板的逸出功為W，有 ⑦

解得： ⑧

評分標準：本題共10分，其中4.7每式2分，其余每式1分。

【解析】本題借助光電效應模型考查了帶電粒子在磁場中的運動，電流的概念是單位時間內通過橫截面的電量，根據洛倫茲力提供向心力可求得電子的動能，再由光電效應方程求解