(1)如图甲为光电管产生的光电子进行比荷测定的原理装置图,整个装置放在真空中,电源电动势为
E,内阻为
r,
R0的总电阻为4
r,两块水平的平行金属板分别由两种材料制成,其中
N为锌板,
M为铜板,两板相距为
d,当仅锌板
N受紫外线照射后,将发射沿不同方向运动的光电子,形成电流,从而引起电流计的指针偏转,若闭合开关
S,调节
R0逐渐增大极板间电压,可以发现电流逐渐减小,当电压表示数为
U时,电流恰好为零,此时滑动变阻器
Pb之间的阻值为
Rpb。若切断开关
S,在
MN间加垂直于纸面磁感应强度为
B的匀强磁场时,也恰能使电流计的电流为零,求:


a.滑动变阻器
Pb的阻值
Rpb大小?
b.光电子的比荷为多大?
(2)现将装置中的部分器材拆除,如图乙所示。让频率为
υ紫外线同时照射原来都不带电的锌板和铜板,已知锌板和铜板的极限频率分别为
υ1和
υ2,且
υ1<
υ<
υ2,板面积为
S,间距
d保持不变。假设光电子全部到达另一极板,试导出电容器的最终所带的电荷量
Q。(已知普朗克常量为
h,电子的电量的绝对值为
e,真空中介质的介电常数为
ε0,平行板电容器的电容决定式为

)