Question

真空中一平行板電容器，兩極板分別由鉑和鉀（其極限波長分別為λ₁和λ₂）制成，板面積為S，間距為d．設影響電容器電容因素的表達式為εS/d  (其中ε為常數)，現(xiàn)用波長為λ（λ₁＜λ＜λ₂）的單色光持續(xù)照射兩板內表面，則電容器的最終帶電量為

1. A.
   dhc(λ–λ₁)／eεSλλ₁
2. B.
   dhc(λ₂–λ)／eεSλλ₂
3. C.
   εShc (λ₂–λ)／edλλ₂
4. D.
   εShc (λ–λ₁)／edλλ₁

Answer 1

C
試題分析：鉑的極限波長為，鉀的極限波長為，因為．由公式，極限波長短的極限頻率高．所以，當以波長λ的光入射到兩金屬板內表面上時，只能使鉀金屬板發(fā)生光電效應．鉀失去電子而成為電容器的正極板，光電子運動到鉑金屬板上后使鉑金屬板成為電容器的負極板．電子從鉀金屬板飛出時的動能為：
，公式中為鉀金屬的逸出功．
光電子不斷從鉀極板發(fā)出，又不斷到達鉑極板，使電容器帶電不斷增加，電壓也不斷增大，這個電壓是使光電子減速的反向電壓．當某時刻，光電子恰好到達鉑極板時其速度減為零，則電容器的電量達到最大值Q=CU（這里的電壓U相當于反向截止電壓．）
由動能定理可以得到：，
平行板電容器的電容：，聯(lián)立解得： ,故選項ABD錯誤，C正確．
故選C
考點：愛因斯坦光電效應方程；電容．
點評：本題難度較大，將光電效應和電容器、帶電粒子在電場中的運動聯(lián)系起來．解決本題時可用排除法：根據可知，該光不能使鉑發(fā)生光電效應，故含有λ₁的選項不對，