问题 计算题

如图所示,一对半径均为的金属板M、N圆心正对平行放置,两板距离为,N板中心镀有一层半径为的圆形锌金属薄膜,,两板之间电压为,两板之间真空且可视为匀强电场。N板受到某种单色光照射后锌金属薄膜表面会发射出最大速率为,方向各异的电子,已知电子的电荷量为,质量为,每秒稳定发射个电子。电子在板间运动过程中无碰撞且不计电子的重力和电子间相互作用,电子到达M板全部被吸收。M板右侧串联的电流表可以测量到通过M板的电流。试求:

(1)当取什么值时,始终为零;

(2)当取什么值时,存在一个最大值,并求这个最大值;

(3)请利用(1)(2)的结论定性画出变化的图像。

答案

(1)(2)(3)见解析

(1)当垂直N板发射速度为的电子不能到达M板时,   (2分)

令此时两板间电压为, 则      (2分) 

  (2分)

(2)当从锌膜边缘平行N板射出的电子作类平抛运动刚好能到达M板边缘时,则所有电子均能到达M板,电流最大     (2分)  

令此时两板间电压为

        (4分)    

    (2分)

(3)

(渐近到I=0趋势正确2分,渐近到I=ne趋势正确2分,两个电压值标示2分)

名词解释
单项选择题