研究光電效應的裝置示意圖如圖所示，該裝置可用于分析光子的信息。在xoy平面（紙面）內，垂直面的金屬薄板，M、N與y軸平行放置，板N中間有一小孔O。有一由x軸、y軸和以O為圓心，圓心角為90°的半徑不同的兩條圓弧所圍的區域Ⅰ，整個區域Ⅰ內存在大小可調，方向垂直紙面向里的勻強電場和磁感應強度大小恒為B1、磁感線與圓弧平行且逆時針方向的磁場。區域Ⅰ右側還有一個邊界與y軸平行且左邊界與O點相距為l、下界與x軸重合的勻強磁場區域Ⅱ，其寬度為a,長度足夠長，磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度大小可調。光電子從板M逸出后經極板板間電壓U加速（板間電場視為勻強電場），從小孔O射出，并沿各個可能的方向射入板N的右側空間，調節區域Ⅰ的電場強度和區域Ⅱ的磁感應強度。使具有某速度并沿某方向運動的電子恰好打在坐標為（a+2l,0）的點上，被置于該處的探測器接收。已知電子質量為m,電荷量為e,板M的逸出功為W0，普朗克常量為h。忽略電子的重力及電子間的作用力。當頻率為ν的光照射M板時有光電子逸出。求：
（1）光電子從O點射出時的速度v0的大小范圍；
（2）為了使從O點以各種大小和方向的速度飛向區域I的電子都能被探測到，需要調節區域I的電場強度E和區域Ⅱ的磁感應強度B2，求E的最大值和B2的最大值。
【答案】（1）光電子從O點射出時的速度v0的大小范圍為≤v0≤；
（2）E的最大值為B1，B2的最大值為。
2
e
U
m
2
（
hν
+
e
U
-
W
0
）
m
（2）E的最大值為B1
2
（
hν
+
e
U
-
W
0
）
m
2
2
m
（
hν
-
W
0
）
ea
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優網所有，未經書面同意，不得復制發布。
發布：2024/6/27 10:35:59組卷：108引用：1難度：0.4
相似題
-
1．如圖1所示，在xOy坐標系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強磁場區域由ΔAB0和矩形0BCD構成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側的粒子源沿x軸向右接連發射質量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現在0～3t0時間內兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時刻進入兩板間的粒子，在t0時刻射入磁場時，恰好不會從磁場邊界射出磁場區域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時刻進入兩板間的帶電粒子射入磁場時的速度；
（2）勻強磁場的磁感應強度的大小及磁場區域的面積；
（3）t=t0時刻進入兩板間的帶電粒子在勻強磁場中運動的時間。
發布：2024/12/30 0:0:1組卷：88引用：2難度：0.7 -
2．如圖，半徑為d的圓形區域內有磁感應強度為B的勻強磁場，磁場垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質量為m的帶電粒子從圓周上a點對準圓心O射入磁場，從b點折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場的速度大小為（ ）發布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
3．如圖所示，三角形ABC內有垂直于三角形平面向外的勻強磁場，AB邊長為L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點。現在DB段上向磁場內射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場，則AC邊上有粒子射出的區域長度為（ ）發布：2025/1/3 0:30:3組卷：303引用：1難度：0.5
相關試卷