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(jì)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、

  d

  S

  （υ₁-υ）
• B、

  d

  S

  （υ₁-υ₂）
• C、

  S

  d

  （

  υ-υ1

  υυ1

  ）
• D、

  S

  d

  （υ-υ₁）

Answer 1

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(dòng)能，然后理解電容器最終帶電量的含義：即電子不能再運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板，其臨界狀態(tài)是電子減速到負(fù)極板時(shí)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(dòng)能E_K=hγ-hγ₁．臨界狀態(tài)是電子減速到負(fù)極板時(shí)速度剛好減速為零．根據(jù)動(dòng)能定理有：eU=E_Km=hγ-h₁．
平行板電容器的電容：C∝

S

d

而Q=CU，所以Q∝

S

d

（γ-γ₁）．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：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(yùn)動(dòng)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)．