Question

9．如圖所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，某同學(xué)進(jìn)行了如下操作：
（1）用頻率為ν₁的光照射光電管，此時(shí)電流表中有電流．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，將觸頭P向a端滑動(dòng)（選填“a”或“b”），使微安表示數(shù)恰好變?yōu)榱�，記下電壓表示U₁．
（2）用頻率為ν₂的光照射光電管，重復(fù)①中的步驟，記下電壓表示數(shù)U₂．已知電子的電量為e，由上述實(shí)驗(yàn)可知，普朗克常量h=$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$（用上述已知量和測量量表示）．
（3）關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是D
A．光照時(shí)間越長光電流越大
B．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多
C．金屬鈉的每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的動(dòng)能最夠大時(shí)，就能逸出金屬
D．不同頻率的光照射同一種金屬時(shí)，頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能越大．

Answer 1

分析 根據(jù)電路圖，當(dāng)電子受到電場阻力運(yùn)動(dòng)時(shí)，則微安表示數(shù)才可能為零，從而可確定a、b電勢高低；再根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合遏止電壓和最大初動(dòng)能的關(guān)系求出普朗克常量．
當(dāng)入射光子的頻率大于金屬的逸出功時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷光電子最大初動(dòng)能與什么因素有關(guān)，而光子數(shù)目越多，則產(chǎn)生光電流越大．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖，結(jié)合逸出電子受到電場阻力時(shí)，微安表示數(shù)才可能為零，因只有K的電勢高于A點(diǎn)，即觸頭P向a端滑動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)微安表示數(shù)恰好變?yōu)榱悖?br />（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程得，E_k1=hv₁-W₀=eU₁．
E_k2=hv₂-W₀=eU₂
聯(lián)立兩式解得：h=$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$．
（3）A、在發(fā)生光電效應(yīng)的情況下，入射光的強(qiáng)度越高，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目越多，光電流才越大，與光照時(shí)間長短無關(guān)．故A錯(cuò)誤．
B、入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少．故B錯(cuò)誤．
C、每個(gè)電子可以吸收一個(gè)光子，當(dāng)它入射光的能量大于逸出功，就能逸出金屬．故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)光電效應(yīng)方程得，E_Km=hv-W₀，當(dāng)頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能越大．故D正確．
故答案為：（1）a，（2）$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$，（3）D．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及知道遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系，注意理解遏止電壓的含義．
解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)的條件，以及掌握光電效應(yīng)方程，知道光的強(qiáng)度影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目．