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菁優(yōu)網(wǎng)如圖為研究光電效應(yīng)的裝置示意圖,該裝置可用于分析光子的信息。在xOy平面(紙面)內(nèi),垂直紙面的金屬薄板M、N與y軸平行放置,板N中間有一小孔O。有一由x軸、y軸和以O(shè)為圓心、圓心角為90°的半徑不同的兩條圓弧所圍的區(qū)域Ⅰ,整個區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在大小可調(diào)、方向垂直紙面向里的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小恒為B1、磁感線與圓弧平行且逆時針方向的磁場。區(qū)域Ⅰ右側(cè)還有一左邊界與y軸平行且相距為l、下邊界與x軸重合的勻強磁場區(qū)域Ⅱ,其寬度為a,長度足夠長,其中的磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度大小可調(diào)。光電子從板M逸出后經(jīng)極板間電壓U加速(板間電場視為勻強電場),調(diào)節(jié)區(qū)域Ⅰ的電場強度和區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強度,使電子恰好打在坐標(biāo)為(a+2l,0)的點上,被置于該處的探測器接收。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e,板M的逸出功為W0,普朗克常量為h。忽略電子的重力及電子間的作用力。當(dāng)頻率為ν的光照射板M時有光電子逸出。
(1)求逸出光電子的最大初動能Ekm,并求光電子從O點射入?yún)^(qū)域Ⅰ時的速度v0的大小范圍;
(2)若區(qū)域Ⅰ的電場強度大小E=
B
1
3
e
U
m
,區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強度大小B2=
em
U
ea
,求被探測到的電子剛從板M逸出時速度vM的大小及與x軸的夾角β;
(3)為了使從O點以各種大小和方向的速度射向區(qū)域Ⅰ的電子都能被探測到,需要調(diào)節(jié)區(qū)域Ⅰ的電場強度E和區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強度B2,求E的最大值和B2的最大值。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:1034引用:2難度:0.3
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