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2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯的主要成就是发明了电荷耦

练习题库2022-08-02  42
问题 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯的主要成就是发明了电荷耦合器件（CCD）图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。图7所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中A为阴极，K为阳极，理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为2．75eV的光照射阴极A，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片缓慢向左滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为1．7V；现保持滑片位置不变，以下判断错误的是（  ）。A.光电管阴极材料的逸出功为1．05eVB.开关S断开后，电流表G中有电流流过C.若用光子能量为3eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能一定变大D.改用能量为1．0eV的光子照射，移动滑动变阻器的触点c，电流表G中也可能有电流
选项 A.光电管阴极材料的逸出功为1．05eV
B.开关S断开后，电流表G中有电流流过
C.若用光子能量为3eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能一定变大
D.改用能量为1．0eV的光子照射，移动滑动变阻器的触点c，电流表G中也可能有电流
答案 D
解析 该装置的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于1．7V时，电流表示数为0。已知光电子的最大初动能为1．7eV，根据光电效应方程可知，W0=hv-E=2．75eV-1．7eV=1．05eV，A项正确。开关S断开后，用光子能量为2．75eV的光照射阴极A，发生光电效应有光电子产生，电流表G中有电流流过，B项正确。若用光子能量为3eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能E=hv-W0=3eV-1．05eV=1．95eV，故光电子的最大初动能变大，c项正确。改用能量为1．0eV的光子照射，由于光子能量小于逸出功，无法发生光电效应，电流表G无示数，D项错误。
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