20.如圖甲所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖,ab、cd為兩正對(duì)的、半徑為r的平行的、圓形金屬板,板間距為d。當(dāng)一細(xì)束頻率為ν的光照極板ab圓心時(shí),產(chǎn)生沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子。調(diào)節(jié)滑片改變兩板間電壓,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表示數(shù)為U
C時(shí),電流表示數(shù)恰好為零。假設(shè)光電子只從極板圓心處發(fā)出,普朗克常量為h,電子電量為e,電子質(zhì)量為m,忽略場(chǎng)的邊界效應(yīng)和電子之間的相互作用,電壓表和電流表均為理想電表。
(1)求金屬板的逸出功W
0;
(2)若交換電源正負(fù)極,調(diào)節(jié)滑片逐漸增大兩極板間電壓,求電流達(dá)到飽和時(shí)的最小電壓U
1;
(3)已知單位時(shí)間內(nèi)從ab板逸出的電子數(shù)為N,電子逸出時(shí)所攜帶動(dòng)能在0至最大動(dòng)能之間粒子數(shù)是均勻分布的。假設(shè)所有逸出的電子都垂直于ab板向cd板運(yùn)動(dòng),如圖乙所示。調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)ab與cd兩板之間電勢(shì)差為U
2時(shí),求此時(shí)安培表的讀數(shù)I及對(duì)應(yīng)的電阻值R。