Question

15．將圖甲中所示的裝置放在真空中，金屬板M受到某種頻率為v的紫外線照射時(shí)，會(huì)不停地發(fā)射速度大小及方向都不相同的電子，電子打到金屬網(wǎng)N上，在M、N間形成電壓，一段時(shí)間后，電壓達(dá)到最大值U_m，改變v，U_m隨之改變，U_m-v圖線如圖乙所示．
（1）照射M的紫外線的頻率增大時(shí)，M、N間的最大電壓U_m隨之增大，原因是出射電子的最大速度增大（填“不變”、“增大”或“減小”）．
（2）由圖乙可知，當(dāng)紫外線的頻率為v₁時(shí)，從M上發(fā)射出的電子的最大動(dòng)能是12.5eV．
（3）照射光的頻率一定，僅將金屬網(wǎng)N向左平移一小段距離時(shí)，M、N間的最大電壓U_m不變（填“增大”、“不變”、“減小”）．

Answer 1

分析 根據(jù)光電效應(yīng)方程分析電子的最大初動(dòng)能的變化；根據(jù)動(dòng)能定理，0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=-eU，并結(jié)合U＞12.5V時(shí)電流表中就沒(méi)有電流，即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程：$\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}=hv-W$
照射M的紫外線的頻率增大時(shí)，由于金屬的逸出功沒(méi)有變化，所以出射電子的最大速度增大，所以M、N間的最大電壓U_m隨之增大．
（2）根據(jù)題意可知，MN之間的電壓是反向的截止電壓，當(dāng)紫外線的頻率為v₁時(shí)，反向截止電壓是12.5V，根據(jù)動(dòng)能定理：
0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=-eU，
解得M上發(fā)射出的電子的最大動(dòng)能是12.5eV；
（3）根據(jù)動(dòng)能定理：
0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=-eU，
知，反向截止電壓的大小與極板之間的距離沒(méi)有關(guān)系，所以照射光的頻率一定，M、N間的最大電壓U_m 不變．
故答案為：增大，12.5，不變．

點(diǎn)評(píng) 考查光電效應(yīng)現(xiàn)象，理解最大初動(dòng)能的含義，掌握動(dòng)能定理的應(yīng)用，理解圖乙是反向截止電壓與入射光的頻率之間的關(guān)系的圖象是解答的關(guān)鍵．