Question

15．将图甲中所示的装置放在真空中，金属板M受到某种频率为v的紫外线照射时，会不停地发射速度大小及方向都不相同的电子，电子打到金属网N上，在M、N间形成电压，一段时间后，电压达到最大值U_m，改变v，U_m随之改变，U_m-v图线如图乙所示．
（1）照射M的紫外线的频率增大时，M、N间的最大电压U_m随之增大，原因是出射电子的最大速度增大（填“不变”、“增大”或“减小”）．
（2）由图乙可知，当紫外线的频率为v₁时，从M上发射出的电子的最大动能是12.5eV．
（3）照射光的频率一定，仅将金属网N向左平移一小段距离时，M、N间的最大电压U_m不变（填“增大”、“不变”、“减小”）．

Answer 1

分析 根据光电效应方程分析电子的最大初动能的变化；根据动能定理，0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=-eU，并结合U＞12.5V时电流表中就没有电流，即可求解．

解答 解：（1）根据光电效应方程：$\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}=hv-W$
照射M的紫外线的频率增大时，由于金属的逸出功没有变化，所以出射电子的最大速度增大，所以M、N间的最大电压U_m随之增大．
（2）根据题意可知，MN之间的电压是反向的截止电压，当紫外线的频率为v₁时，反向截止电压是12.5V，根据动能定理：
0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=-eU，
解得M上发射出的电子的最大动能是12.5eV；
（3）根据动能定理：
0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=-eU，
知，反向截止电压的大小与极板之间的距离没有关系，所以照射光的频率一定，M、N间的最大电压U_m 不变．
故答案为：增大，12.5，不变．

点评 考查光电效应现象，理解最大初动能的含义，掌握动能定理的应用，理解图乙是反向截止电压与入射光的频率之间的关系的图象是解答的关键．