专题-第二节-光电效应-题型分析(2019人教版选择性必修第三册)

专题光电效应题型分析专题一光电效应的实验规律例1关于光电效应现象，下列说法正确的是()A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B．在光电效应现象中，产生的光电子最大的初动能跟入射光的频率成正比C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比解析(1)当入射光频率大于极限频率时才能发生光电效应，设此时波长为λ0，极限频率为ν0，则由光速c＝λν，可知当光波波长大于极限波长λ0时，其频率将小于极限频率ν0，所以大于极限波长的光不能使金属发生光电效应，因此选项A错误．(2)由光电效应方程Ek＝hν－W可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但并不与入射光频率成正比，因此选项B错误．由于光电子的最大初动能与入射光的强度无关，显然选项C错误．(3)若光强度增大到原来的n倍，则单位时间内入射光的能量就增大到原来的n倍．在入射光频率一定时，单个光子的能量不变，则单位时间内入射的光子数将增大到原来的n倍，因此选项D正确．答案D归纳总结：光电效应是从实验中得到的规律，具有客观性和真实性，所以要掌握其规律．专题二爱因斯坦光电效应方程的应用例2某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象.闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的示数U称为反向遏止电压.根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能.现分别用ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U1和U2，设电子的比荷为e/m，求：(1)阴极K所用金属的极限频率；(2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.解析(1)由于阳极A和阴极K之间所加电压为反向电压，根据动能定理.－eU1＝0－eq\f(1,2)mνeq\o\al(2,1)，－eU2＝0－eq\f(1,2)mνeq\o\al(2,2)，根据光电效应方程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)归纳总结：解决本题的关键是掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，并能灵活运用．专题二光电效应与电磁学的综合例3如图所示是测定光电效应产生的光电子比荷的实验原理简图：两块平行板相距为d，放在真空容器中，其中N金属板受光线照射时发射出沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流表指针偏转。若调节R，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；断开开关，在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使电流为零。当磁感应强度为B时，电流恰好为零。由此可算得光电子的比荷e/m为多少？解析由于当电压表示数为U时，电流恰好为零，所以光电子的最大初动能为Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eU；又断开开关，在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使电流为零。当磁感应强度为B时，电流恰好为零，所以当磁感应强度为B时，具有最大初动能的电子做圆周运动的直径刚好为两块平行板的间距d，根据向心力公式即有Bev0＝e