Question

真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ₁和λ₂）制成，板面积为S，间距为d．现用波长为λ（λ₁＜λ＜λ₂）的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量成正比（ ）
A．
B．
C．
D．

Answer

解决本题的关键是：首先利用光电效应方程求出电子的初动能，然后理解电容器最终带电量的含义：即电子不能再运动到负极板，其临界状态是电子减速到负极板时速度刚好减速为零．
解决本题最简单的方法是：排除法．根据λ1＜λ＜λ2可知，该光不能使铂发生光电效应，故含有λ1的选项不对，只有D正确．
【解析】
铂的极限波长为λ1，钾的极限波长为λ2，因为λ1＜λ＜λ2．由公式v=c/λ，极限波长短的极限频率高．所以，当以波长λ的光入射到两金属板内表面上时，只能使钾金属板发生光电效应．钾失去电子而成为电容器的正极板，光电子运动到铂金属板上后使铂金属板成为电容器的负极板．电子从钾金属板飞出时的动能为：
Ek=hv-W2=-=，公式中W2为钾金属的逸出功．
光电子不断从钾极板发出，又不断到达铂极板，使电容器带电不断增加，电压也不断增大，这个电压是使光电子减速的反向电压．当某时刻，光电子恰好到达铂极板时其速度减为零，则电容器的电量达到最大值Q=CU（这里的电压U相当于反向截止电压．）
由动能定理可以得到：eU=Ek=，
平行板电容器的电容：C∝
 Q=CU∝××∝，故选项ABC错误，D正确．
故选D．