專題-第二節(jié)-光電效應(yīng)-題型分析(2019人教版選擇性必修第三冊(cè))

專題光電效應(yīng)題型分析專題一光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律例1關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．只有入射光的波長(zhǎng)大于使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng)，才能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生的光電子最大的初動(dòng)能跟入射光的頻率成正比C．產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D．在入射光頻率一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬中逸出的光電子個(gè)數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正比解析(1)當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，設(shè)此時(shí)波長(zhǎng)為λ0，極限頻率為ν0，則由光速c＝λν，可知當(dāng)光波波長(zhǎng)大于極限波長(zhǎng)λ0時(shí)，其頻率將小于極限頻率ν0，所以大于極限波長(zhǎng)的光不能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤．(2)由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W可知，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，但并不與入射光頻率成正比，因此選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由于光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，顯然選項(xiàng)C錯(cuò)誤．(3)若光強(qiáng)度增大到原來(lái)的n倍，則單位時(shí)間內(nèi)入射光的能量就增大到原來(lái)的n倍．在入射光頻率一定時(shí)，單個(gè)光子的能量不變，則單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)將增大到原來(lái)的n倍，因此選項(xiàng)D正確．答案D歸納總結(jié)：光電效應(yīng)是從實(shí)驗(yàn)中得到的規(guī)律，具有客觀性和真實(shí)性，所以要掌握其規(guī)律．專題二愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用例2某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路研究光電效應(yīng)，用某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象.閉合開(kāi)關(guān)S，在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此時(shí)電壓表的示數(shù)U稱為反向遏止電壓.根據(jù)反向遏止電壓，可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能.現(xiàn)分別用ν1和ν2的單色光照射陰極，測(cè)量到反向遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的比荷為e/m，求：(1)陰極K所用金屬的極限頻率；(2)用題目中所給條件表示普朗克常量h.解析(1)由于陽(yáng)極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓，根據(jù)動(dòng)能定理.－eU1＝0－eq\f(1,2)mνeq\o\al(2,1)，－eU2＝0－eq\f(1,2)mνeq\o\al(2,2)，根據(jù)光電效應(yīng)方程eq\f(1,2)mνeq\o\al(2,1)＝hν1－W0，eq\f(1,2)mνeq\o\al(2,2)＝hν2－W0，其中W0＝hν0，解以上各式得ν0＝eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2).(2)由以上各式得，eU1＝hν1－W0，eU2＝hν2－W0解得h＝eq\f(e（U1－U2）,ν1－ν2).答案(1)ν0＝eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2)(2)eq\f(e（U1－U2）,ν1－ν2)歸納總結(jié)：解決本題的關(guān)鍵是掌握光電效應(yīng)的條件，以及掌握光電效應(yīng)方程，并能靈活運(yùn)用．專題二光電效應(yīng)與電磁學(xué)的綜合例3如圖所示是測(cè)定光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子比荷的實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)圖：兩塊平行板相距為d，放在真空容器中，其中N金屬板受光線照射時(shí)發(fā)射出沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子，形成電流，從而引起電流表指針偏轉(zhuǎn)。若調(diào)節(jié)R，逐漸增大極板間電壓，可以發(fā)現(xiàn)電流逐漸減小，當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流恰好為零；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，在MN間加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，逐漸增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，也能使電流為零。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，電流恰好為零。由此可算得光電子的比荷e/m為多少？解析由于當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流恰好為零，所以光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eU；又?jǐn)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，在MN間加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，逐漸增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，也能使電流為零。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，電流恰好為零，所以當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，具有最大初動(dòng)能的電子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑剛好為兩塊平行板的間距d，根據(jù)向心力公式即有Bev0＝e