ЕГЭ-2018 по физике: задание 32
Представляем вашему вниманию разбор задания 32 из ЕГЭ 2018 года по физике. Для вас мы подготовили подробный разбор задания и подборку ранее опубликованных материалов в помощь учителям, а также ряд пособий, которые помогут успешно сдать ЕГЭ.Задание 32
В опыте по изучению фотоэффекта свет частотой ν = 6,1 · 1014 Гц падает на поверхность катода в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова мощность падающего света Р, если в среднем один из 20 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон?
Решение
По определению сила тока, это физическая величина численно равная заряду q, проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени t:
I = | q | (1). |
t |
Если все фотоэлектроны, выбитые из катода, достигают анода, то ток в цепи достигает насыщения. Полный заряд прошедший через поперечное сечение проводника можно рассчитать
q = Ne · e · t (2),
где e – модуль заряда электрона, Ne – количество фотоэлектронов, выбитых из катода за 1 с. По условию один из 20 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон. Тогда
Ne = | 1 | · Nф (3), |
20 |
где Nф – количество фотонов, падающих на катод за 1 с . Максимальная сила тока в этом случае будет
Imax = | 1 | · Nф · e (4) |
20 |
Наша задача найти число фотонов падающих на катод. Известно, что энергия одного фотона равна Eф = h · v, тогда мощность падающего света
P = | W | · Nф · h · v (5) |
t |
После подстановки соответствующих величин получим окончательную формулу
P = Nф · h · v = | 20 · Imax · h · v | (6) |
e |
По графику определим максимальное значение силы тока насыщения Imax = 2 мА = 2 · 10–3 А.
Проведем расчет мощности
P = | 20 · 2 · 10–3 · 6,6 · 10–34 · 6,1 · 1014 | = 0,1 Вт. |
1,6 · 10–19 |
Ответ: 0,1 Вт.
• задания разных типов по всем темам ЕГЭ;
• ответы ко всем заданиям.
Книга будет полезна как учителям: дает возможность эффективно организовать подготовку учащихся к ЕГЭ непосредственно на уроках, в процессе изучения всех тем, так и учащимся: тренировочные задания позволят систематически, при прохождении каждой темы, готовиться к экзамену.