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【題目】實驗表明,一些金屬受到紫外線照射時會有電子射出。如圖甲所示,真空中一對平行金屬板AB正對放置,用紫外線持續(xù)照射A板時,A板持續(xù)射出速度大小不同的電子,且電子的最大速度為定值。為了簡化問題,假設射出的電子都垂直于A板向B板運動,忽略電子之間的相互作用以及電子所受的重力。電子的電荷量為e。

1)如圖甲所示,在A、B板之間接一靈敏電流計。當電流計示數為I時,求每秒鐘到達B板的電子個數N。

2)將兩金屬板、電壓可調的電源、靈敏電流計連接成如圖乙所示的電路,A板接電源正極,B板接電源負極。逐漸增大兩板間的電壓,發(fā)現(xiàn)電流計示數會隨著電壓的增大而減小,當電壓為U0時電流計示數剛好為零。

a.求從A板射出的電子具有的最大動能Ekm

b.有同學認為,斷開開關,將B板向左平移一段距離,使其靠近A板后,維持電壓U0不變,再次閉合開關,則電路中將再次出現(xiàn)電流。你認為這種說法是否正確,請說明理由。

【答案】1;(2a、eU0;b、這種說法不正確。理由見解析。

【解析】

1)每秒鐘到達B板的電子個數為N,電荷量為

Q=Ne

根據電流的定義式得

其中t=1s
可得

2a、以具有最大動能的電子為研究對象,當其速度減小到0時,電子恰好運動到接近B板,設其最大動能為Ekm
根據動能定理得

-eU0=0-Ekm

解得

Ekm=eU0

b、這種說法不正確。理由是:電子的最大速度為定值,電子的最大動能也是定值。以具有最大動能的電子為研究對象,當移動B板后,設當電壓為U時其速度減小到0,根據動能定理得

-eU=0-Ekm

結合上一問的結果,解得 U=U0.即電子也是恰好運動到接近B板速度減為0,故仍然沒有電流。

練習冊系列答案
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A.驗電器的箔片張開

B.金屬網罩內部空間存在向右的勻強電場

C.金屬網罩上的感應電荷在金屬網罩內部空間產生的電場方向水平向左

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C. 大人拉小孩的力與小孩拉大人的力大小一定相等

D. 在大人把小孩拉動的過程中,兩人的拉力一樣大

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C.石塊下滑過程中,加速度大小不變,方向在變化

D.石塊下滑過程中,摩擦力大小越來越小

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