{"id":"fizyka-2005-maj-matura-rozszerzona/zad/32","paper_id":"fizyka-2005-maj-matura-rozszerzona","number":"32","points":null,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"matura","year":2005,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 32. Fotokomórka (10 pkt)\nKatoda fotokomórki oświetlana jest wiązką światła laserowego o długości fali 330 nm.\nCharakterystykę prądowo-napięciową tej fotokomórki przedstawiono poniżej na wykresie.\nI, µA\nUA, V\n- 2\n0,5\n2,5\n2,0\n1,5\n1,0\n0\n2\n4\n6\n8\n11\nArkusz II\n32.1 (4 pkt)\nKorzystając z wykresu oblicz (w dżulach) pracę wyjścia elektronów z katody fotokomórki.\nOdp. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------\n32.2 (1 pkt)\nTę samą fotokomórkę oświetlamy światłem o innej długości fali. Zapisz, jaki warunek musi\nbyć spełniony, aby po przyłożeniu odpowiedniego napięcia przez fotokomórkę popłynął prąd?\n32.3 (2 pkt)\nW przestrzeni między elektrodami rozważanej fotokomórki wytworzone jest pole elektryczne.\nKatoda jest częścią sfery, a anoda znajduje się w środku tej sfery.\nZapisz, jakim ruchem i po jakim\ntorze (zaznacz na rysunku)\nbędzie poruszać się elektron\nwybity przez foton, jeżeli jego\nprędkość\npoczątkowa\npo\nwybiciu będzie wynosiła zero.\nUzasadnij swoją odpowiedź.\nElektron\n12\nArkusz II\n32.4 (3 pkt)\nFotokomórkę włączono w przedstawiony na rysunku obwód prądu elektrycznego.\nWoltomierz, mierzący napięcie na zaciskach opornika, wskazał wartość 4 V, a amperomierz\n2 µA. Oba przyrządy są idealne (tzn. opór woltomierza jest nieskończenie duży, a opór\namperomierza zerowy). Oblicz opór opornika oraz siłę elektromotoryczną źródła prądu. Opór\nwewnętrzny źródła prądu jest mały więc go pomiń.\nCzy zwiększenie siły elektromotorycznej ogniwa spowoduje proporcjonalne zwiększenie\nnatężenia prądu w obwodzie? Odpowiedź uzasadnij.\nOdp. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------\nZAKOŃCZYŁAŚ(ŁEŚ) ROZWIĄZYWANIE ZADAŃ W TYM ARKUSZU\nµA\nV\nε\nR\n13\nArkusz II\nBRUDNOPIS1\n1 Nie podlega ocenie","answer":null,"answer_text":"Zadanie 32. „Fotokomórka”\nIlość punktów\nNumer\nzadania\nPUNKTOWANE ELEMENTY ODPOWIEDZI\nza\nczynność\nza\nzadanie\nOdczytanie z wykresu wartości napięcia hamowania elektronów.\nUh = 1 V\n1\nWykorzystanie\nnapięcia\nhamowania\ndo\nobliczenia\nenergii\nwybijanych elektronów.\nmax\n\n\n= \n\n\n\n\n\n2\nv\n2\nh\nm\neU\n1\nWykorzystanie wzoru Einsteina - Millikana do obliczenia pracy\nwyjścia elektronu z fotokatody.\nW\neU\nh\nh +\nν\nstąd\nh\neU\nh\nW\n= ν\n1\n32.1\nObliczenie poprawnej wartości pracy wyjścia.\nW = 4,4⋅10-19 J\n1\n4\n32.2\nPodanie warunku, zawierającego poprawną nierówność (nieostrą)\npomiędzy energią fotonu a pracą wyjścia.\nEnergia fotonu nie może być mniejsza od pracy wyjścia elektronu z\nfotokatody.\nDługość fali musi spełniać nierówność.\nwyjścia\nW\nc\nh\n≥\nλ\n;\nJ\n10\n4,4\n19\n⋅\n≥\nν\nh\n1\n1\nStwierdzenie, że elektron porusza się ruchem przyspieszonym po\nlinii prostej.\nUwaga:\nPodanie w odpowiedzi ruch jednostajnie przyspieszony jest\nniepoprawne.\n1\n32.3\nPodanie uzasadnienia.\nElektron porusza się pod wpływem zmiennej siły pola elektrycznego\n(wzdłuż linii tego pola).\n1\n2\nObliczenie wartości oporu opornika.\nR = 2 MΩ\n1\n32.4\nObliczenie wartości siły elektromotorycznej.\nε = 6 V\n1\n3\n9\nUdzielenie odpowiedzi przeczącej wraz z uzasadnieniem.\nZależność na wykresie nie jest liniowa.\nUwaga 1:\nZaliczamy inne równoważne odpowiedzi.\nUwaga 2:\nZaliczamy również odpowiedź „wzrost ε powoduje proporcjonalny\nwzrost I w obwodzie” pod warunkiem, że zdający w uzasadnieniu\n„odwoła się” do prostoliniowej części wykresu.\n1\nRazem\n10","solution":null,"image":"img/fizyka-2005-maj-matura-rozszerzona/zad-32.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura · maj 2005 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 32. Fotokomórka (10 pkt)
Katoda fotokomórki oświetlana jest wiązką światła laserowego o długości fali 330 nm.
Charakterystykę prądowo-napięciową tej fotokomórki przedstawiono poniżej na wykresie.
I, µA
UA, V

\n\n

0,5
2,5
2,0
1,5
1,0
0
2
4
6
8
11
Arkusz II
32.1 (4 pkt)
Korzystając z wykresu oblicz (w dżulach) pracę wyjścia elektronów z katody fotokomórki.
Odp. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------
32.2 (1 pkt)
Tę samą fotokomórkę oświetlamy światłem o innej długości fali. Zapisz, jaki warunek musi
być spełniony, aby po przyłożeniu odpowiedniego napięcia przez fotokomórkę popłynął prąd?
32.3 (2 pkt)
W przestrzeni między elektrodami rozważanej fotokomórki wytworzone jest pole elektryczne.
Katoda jest częścią sfery, a anoda znajduje się w środku tej sfery.
Zapisz, jakim ruchem i po jakim
torze (zaznacz na rysunku)
będzie poruszać się elektron
wybity przez foton, jeżeli jego
prędkość
początkowa
po
wybiciu będzie wynosiła zero.
Uzasadnij swoją odpowiedź.
Elektron
12
Arkusz II
32.4 (3 pkt)
Fotokomórkę włączono w przedstawiony na rysunku obwód prądu elektrycznego.
Woltomierz, mierzący napięcie na zaciskach opornika, wskazał wartość 4 V, a amperomierz
2 µA. Oba przyrządy są idealne (tzn. opór woltomierza jest nieskończenie duży, a opór
amperomierza zerowy). Oblicz opór opornika oraz siłę elektromotoryczną źródła prądu. Opór
wewnętrzny źródła prądu jest mały więc go pomiń.
Czy zwiększenie siły elektromotorycznej ogniwa spowoduje proporcjonalne zwiększenie
natężenia prądu w obwodzie? Odpowiedź uzasadnij.
Odp. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
ZAKOŃCZYŁAŚ(ŁEŚ) ROZWIĄZYWANIE ZADAŃ W TYM ARKUSZU
µA
V
ε
R
13
Arkusz II
BRUDNOPIS1
1 Nie podlega ocenie

","answer_text_html":"

Zadanie 32. „Fotokomórka”
Ilość punktów
Numer
zadania
PUNKTOWANE ELEMENTY ODPOWIEDZI
za
czynność
za
zadanie
Odczytanie z wykresu wartości napięcia hamowania elektronów.
Uh = 1 V
1
Wykorzystanie
napięcia
hamowania
do
obliczenia
energii
wybijanych elektronów.
max


= 





2
v
2
h
m
eU
1
Wykorzystanie wzoru Einsteina - Millikana do obliczenia pracy
wyjścia elektronu z fotokatody.
W
eU
h
h +
ν
stąd
h
eU
h
W
= ν
1
32.1
Obliczenie poprawnej wartości pracy wyjścia.
W = 4,4⋅10-19 J
1
4
32.2
Podanie warunku, zawierającego poprawną nierówność (nieostrą)
pomiędzy energią fotonu a pracą wyjścia.
Energia fotonu nie może być mniejsza od pracy wyjścia elektronu z
fotokatody.
Długość fali musi spełniać nierówność.
wyjścia
W
c
h
≥
λ
;
J
10
4,4
19
⋅
≥
ν
h
1
1
Stwierdzenie, że elektron porusza się ruchem przyspieszonym po
linii prostej.
Uwaga:
Podanie w odpowiedzi ruch jednostajnie przyspieszony jest
niepoprawne.
1
32.3
Podanie uzasadnienia.
Elektron porusza się pod wpływem zmiennej siły pola elektrycznego
(wzdłuż linii tego pola).
1
2
Obliczenie wartości oporu opornika.
R = 2 MΩ
1
32.4
Obliczenie wartości siły elektromotorycznej.
ε = 6 V
1
3
9
Udzielenie odpowiedzi przeczącej wraz z uzasadnieniem.
Zależność na wykresie nie jest liniowa.
Uwaga 1:
Zaliczamy inne równoważne odpowiedzi.
Uwaga 2:
Zaliczamy również odpowiedź „wzrost ε powoduje proporcjonalny
wzrost I w obwodzie” pod warunkiem, że zdający w uzasadnieniu
„odwoła się” do prostoliniowej części wykresu.
1
Razem
10

","solutions":[]}