真空中一组间距为 2R，长度为 R 的平行金属板P、Q 可以用作光电转换装置，放置在 X ...

真空中一组间距为 2R，长度为 R 的平行金属板P、Q 可以用作光电转换装置，放置在 X 轴的正上方，如图所示，在X 轴的正下方放置同样间距，长度为 R的平行金属板M、N，两组金属板间绝缘，M 板接地，且在两板间加有电压UMN，大小、方向均连续可调。P、Q 间有垂直平面的匀强磁场，光照前 P 不带电。当以频率为 f 的光照射P 板时，板中的电子吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于 P 板飞出，在磁力作用下电子会聚于坐标为(R，0)的 S 点，且 P 板最上端的电子从 S 点飞出的方向垂直 X 轴竖直向下，进入 M、N 极板间的电场区域。忽略电子之间的相互作用，保持光照条件不变时，单位时间内从 P 板持续地飞出的电子数为 N，且沿 P 板均匀分布，电子逸出时的初动能均为 EKm，元电荷量为 e，电子的质量为 m。

（1）求金属板P 的逸出功；

（2）求磁感应强度B 的大小和所需磁场区域的最小面积；

（3）到达 N 板的电子全部被收集，导出形成电流 i。计算一些关键参数，在图上面画出 i-UMN的关系曲线。

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（20分）真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电，以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用，保持光照条件不变，a和b为接线柱。已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为，元电荷为e。

（1）求A板和B板之间的最大电势差，以及将A.b短接时回路中的电流Im。

（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r.

（3）在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U，外电阻上消耗的电功率设为P;单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为，请推导证明：.

( 注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明)

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真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电，以光照射 A 板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。电子逸出时其速度是向各个方向的，作为一种简化模型，我们假设所有逸出的电子都垂直于 A 板向 B 板运动，且电子离开 A 板时的动能在 0 到 Ekm 之间概率均匀，即动能在任意 Ek 到 Ek+∆Ek 之间的电子数都相等。已知单位时间内从 A 板逸出的电子数为 N0，忽略电子的重力及它们之间的相互作用，保持光照条件不变，a 和 b 为接线柱。电子逸出时的最大动能为 Ekm，元电荷为 e．

（1）图示装置可看作直流电源，试判断该电源的正负极并求其电动势 E。

（2）当 ab 间接有用电器时，AB 板间电压为某一小于电动势的值 Uab，此时初速度较小的电子将不能到达 B 板，求此时能够到达 B 板的电子数 N 与 N0 的比值，以及此时电路中电流强度 I 与短路电流 I0 的比值。

（3）在对外供电时，并不是所有的电源其路端电压与电源电动势之间都满足 U=E-Ir，其中 r 为一与外电路无关的量，但可以证明在上述简化模型中这一关系成立。试证明之，并求出相应的 r。

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如图所示，真空中有一对水平放置的平行金属板，金属板间的电压为U，长度为L，间距为d。一带正电的粒子以速度v0沿平行于板面的方向射入平行金属板间，并从另一侧射出。已知带电粒子的质量为m，电荷量为+q。金属板间的电场可看做匀强电场，不计带电粒子所受重力。

（1）带电粒子射出平行金属板时速度v的大小；

（2）在带电粒子通过平行金属板的过程中，电场力所做的功W。

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如图(a),真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图(b)所示最大值为U0的周期性变化的电压.在两板左侧中点处有一粒子源A，自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0，方向平行于金属板的相同带电粒子，t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期 ，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力。（　　 ）

A. 在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0

B. 在t=0.125T时刻进入的粒子离开电场时竖直偏移距离为0.25d

C. 在t=0.25T时刻进入的粒子离开电场时竖直偏移距离为0.125d

D. 在t=0.5T时刻进入的粒子刚好从金属板P右侧边缘离开电场

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如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压．在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0，方向平行于金属板的相同带电粒子． t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场．已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力．则

A. 在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0

B. 粒子的电荷量为

C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了

D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场

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(18分)如图所示，地面上方两个竖直放置的平行金属极板，左极板带正电，右极板带负电，两板间形成匀强电场，带电颗粒从中线上A点处静止释放。己知A点距两板上端h=0.2m，两板间距d=0.4m，板的长度L=0.25m，电场仅局限于平行板之间，颗粒所带电量与其质量之比 C/kg，颗粒刚好从左极板边缘离开电场，取g=10

(1)颗粒刚进入电场时的速度多大?

(2)颗粒带何种电荷?两极板间的电压多大?

(3)颗粒刚离开电场时的速度是多大?

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测定电子的电荷量的实验装置示意图如图所示。置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N，并分别与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则

A. 油滴带电荷量为

B. 油滴下降过程中电势能不断减小

C. 若减小极板间电压，油滴将减速下降

D. 若将极M向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降

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测定电子的电荷量的实验装置示意图如图所示。置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N，并分别与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则

A. 油滴带电荷量为

B. 油滴下降过程中电势能不断减小

C. 若减小极板间电压，油滴将减速下降

D. 若将极M向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降

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