Question

5．硅光電池是利用光電效應(yīng)制成的將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電池，如圖12所示，真空中放置的平行金屬板可作為光電池的兩個(gè)極板，光照前兩板都不帶電．用波長(zhǎng)為λ、光強(qiáng)為E（單位時(shí)間內(nèi)照射到A板的光能）的光照射逸出功為W的A板，則板中的電子能吸收光的能量而逸出．假設(shè)所有逸出的電子都垂直于A板向B板運(yùn)動(dòng)，單位時(shí)間從A板逸出的電子數(shù)與單位時(shí)間入射到A板的光子數(shù)之比為η．忽略電子之間的相互作用，保持光照條件不變，a和b為接線柱．已知元電荷為e，光速為c；普朗克常量為h．則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 該光電池的電動(dòng)勢(shì)為h$\frac{c}{eλ}-\frac{W}{e}$
• B． 將a和b短接時(shí)的電流$\frac{eληE}{hc}$
• C． 極板A為該光電池的正極
• D． 極板B為該光電池的正極

Answer 1

分析 當(dāng)電容器的電壓達(dá)到最大值時(shí)，電子到上極板后速度剛好減小為零，根據(jù)動(dòng)能定理列式求解最大電壓；短路時(shí)單位時(shí)間有N個(gè)電子到達(dá)上極板，根據(jù)電流的定義求解電流強(qiáng)度；電源電動(dòng)勢(shì)等于斷路時(shí)的路端電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電源的內(nèi)電阻．

解答 解：A、根據(jù)光電效應(yīng)方程可得：${E}_{km}=h•\frac{c}{λ}-W$
電源電動(dòng)勢(shì)等于斷路時(shí)的路端電壓，由動(dòng)能定理可得：E_km=eU_m=e•E_{電動(dòng)勢(shì)}
解得：E_{電動(dòng)勢(shì)}=$\frac{hc}{eλ}-\frac{W}{e}$．故A正確；
B、由題，入射的光子的個(gè)數(shù)：n=$\frac{E}{h•\frac{c}{λ}}$
短路時(shí)到達(dá)B板的電子，N=η•n：
電流值：I_短=Ne=$\frac{eηλ•E}{hc}$．故B正確；
C、D、光電子運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)閺腁指向B，所以電流的方向?yàn)閺腂流向A，所以B為電源的正極．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：ABD

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確光電轉(zhuǎn)換裝置的工作原理，要能夠結(jié)合電流的定義公式、動(dòng)能定理和閉合電路歐姆定律列式分析，不難．