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)

專題光電效應(yīng)題型分析專題一光電效應(yīng)的實驗規(guī)律例1關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．只有入射光的波長大于使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長，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能跟入射光的頻率成正比C．產(chǎn)生的光電子最大初動能與入射光的強度成正比D．在入射光頻率一定時，單位時間內(nèi)從金屬中逸出的光電子個數(shù)與入射光的強度成正比解析(1)當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時才能發(fā)生光電效應(yīng)，設(shè)此時波長為λ0，極限頻率為ν0，則由光速c＝λν，可知當(dāng)光波波長大于極限波長λ0時，其頻率將小于極限頻率ν0，所以大于極限波長的光不能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，因此選項A錯誤．(2)由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W可知，光電子的最大初動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B錯誤．由于光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，顯然選項C錯誤．(3)若光強度增大到原來的n倍，則單位時間內(nèi)入射光的能量就增大到原來的n倍．在入射光頻率一定時，單個光子的能量不變，則單位時間內(nèi)入射的光子數(shù)將增大到原來的n倍，因此選項D正確．答案D歸納總結(jié)：光電效應(yīng)是從實驗中得到的規(guī)律，具有客觀性和真實性，所以要掌握其規(guī)律．專題二愛因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用例2某同學(xué)采用如圖所示的實驗電路研究光電效應(yīng)，用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象.閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓表的示數(shù)U稱為反向遏止電壓.根據(jù)反向遏止電壓，可以計算出光電子的最大初動能.現(xiàn)分別用ν1和ν2的單色光照射陰極，測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)由于陽極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓，根據(jù)動能定理.－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如圖所示是測定光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子比荷的實驗原理簡圖：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發(fā)射出沿不同方向運動的光電子，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，電流恰好為零；斷開開關(guān)，在MN間加上垂直于紙面的勻強磁場，逐漸增大磁感應(yīng)強度，也能使電流為零。當(dāng)磁感應(yīng)強度為B時，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，電流恰好為零，所以光電子的最大初動能為Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eU；又?jǐn)嚅_開關(guān)，在MN間加上垂直于紙面的勻強磁場，逐漸增大磁感應(yīng)強度，也能使電流為零。當(dāng)磁感應(yīng)強度為B時，電流恰好為零，所以當(dāng)磁感應(yīng)強度為B時，具有最大初動能的電子做圓周運動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