Question

【题目】如图所示是研究光电效应的实验电路示意图，M、N 为两正对的半径为 R 的金属圆形板，板间距为 d。当一细束频率为v的光照 N 极板圆心时，产生沿不同方向运动的光电子。调节滑片P 改变两板间电压，发现当电压表示数为Uc 时，检流计示数恰好为零。假设光电子只从极板圆心处发出，忽略场的边界效应（已知普朗克常量为 h，电子电量为 e，电子质量为m，）

(1)求金属板的逸出功；

(2)若交换电源正负极，调节滑片P逐渐增大两板间电压，求电流达到饱和时的最小电压；

(3)断开开关，在两板间半径为 R 的柱形区域内加上方向垂直纸面的匀强磁场。若板间距离d 可以在 R 到 3R之间变化，求电流为零时B的最小值与d 的关系式。

Answer 1

【答案】(1) ； (2) ； (3) 。

【解析】

(1) 当电压为Uc，电流为零时有：

解得逸出功：

(2) 电子做类平抛运动

R=vt，

由牛顿第二定律，则有

解得：

(3) 由题意知根据洛伦兹力提供向心力：

解得：

，d=2r

解得：