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)，現用波長為λ（λ₁＜λ＜λ₂）的單色光持續照射兩板內表面，則電容器的最終帶電量為

A．dhc(λ–λ1)／eεSλλ1	B．dhc(λ2–λ)／eεSλλ2
C．εShc (λ2–λ)／edλλ2	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：，聯立解得： ,故選項ABD錯誤，C正確．
故選C
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系起來．解決本題時可用排除法：根據可知，該光不能使鉑發生光電效應，故含有λ₁的選項不對，