Задание 21 ЕГЭ по физике · 6090EE
Качественная задача: электричество и магнетизм
В классе при электрическом освещении лампами накаливания показали опыт: цинковый шар электрометра зарядили эбонитовой палочкой, потёртой о сукно. При этом стрелка электрометра отклонилась, заняв положение, указанное на рисунке, и не меняла его. Через некоторое время к шару на расстояние нескольких сантиметров поднесли горящую свечу, при этом стрелка электрометра быстро опустилась вниз. Спектр излучения свечи (зависимость интенсивности излучения I от длины волны) показан на рисунке. Объясните разрядку электрометра, примите во внимание приведённые спектры и то, что для цинка «красная граница» фотоэффекта λкр = 290 нм.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
При трении эбонитовой палочки о сукно электроны переходят на эбонит. Палочка заряжается отрицательно. При соприкосновении с цинковым шаром электроны переходят на шар, поэтому шар и электрометр получают отрицательный заряд.
Само электрическое освещение лампами накаливания не разряжает электрометр, поскольку фотоэффект на цинке возможен только для излучения с длиной волны не более красной границы:
λ⩽λкр=290 нм
На приведённых спектрах основная часть излучения имеет длины волн, значительно превышающие 290 нм. Поэтому фотоэлектроны с поверхности цинка под действием этого излучения не выбиваются, и объяснять разрядку фотоэффектом нельзя.
Пламя свечи нагревает и ионизирует окружающий воздух. В воздухе появляются положительные ионы и электроны, то есть свободные носители заряда. Воздух около пламени становится проводящим.
Через ионизированный воздух заряд с отрицательно заряженного шара стекает к окружающим телам и Земле. Поэтому электрометр быстро разряжается, а стрелка опускается.
Само электрическое освещение лампами накаливания не разряжает электрометр, поскольку фотоэффект на цинке возможен только для излучения с длиной волны не более красной границы:
λ⩽λкр=290 нм
На приведённых спектрах основная часть излучения имеет длины волн, значительно превышающие 290 нм. Поэтому фотоэлектроны с поверхности цинка под действием этого излучения не выбиваются, и объяснять разрядку фотоэффектом нельзя.
Пламя свечи нагревает и ионизирует окружающий воздух. В воздухе появляются положительные ионы и электроны, то есть свободные носители заряда. Воздух около пламени становится проводящим.
Через ионизированный воздух заряд с отрицательно заряженного шара стекает к окружающим телам и Земле. Поэтому электрометр быстро разряжается, а стрелка опускается.
Пример ответа
Электрометр разряжается не вследствие фотоэффекта, а вследствие ионизации воздуха пламенем свечи и увеличения его электропроводности.
Источник: Открытый банк ФИПИ 6090EE
Похожие задания
21Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1, учитель собрал модель плоского конденсатора (рис.…Качественная задача: электричество и магнетизм · 28111A21К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Качественная задача: электричество и магнетизм · 783B4421В нижней половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная…Качественная задача: электричество и магнетизм · 7B989C21В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны R, ЭДС батарейки равна E, её…Качественная задача: электричество и магнетизм · 7ED51F21На рисунке изображены две электрические цепи. Первая содержит последовательно соединённые источник тока (1)…Качественная задача: электричество и магнетизм · C12FB321В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.