2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册学案：第四章 专题强化 光电效应方程及其应用

[学习目标]　1.进一步理解爱因斯坦光电效应方程并会分析有关问题.2.会用图像描述光电效应有关物理量之间的关系，能利用图像求光电子的最大初动能、截止频率和普朗克常量． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、光电效应方程Ek＝hν－W0的应用 1．光电效应方程的理解 (1)Ek为光电子的最大初动能，与金属的逸出功W0和光的频率ν有关． (2)若Ek＝0，则hν＝W0，此时的ν即为金属的截止频率νc. 2．光电效应现象的有关计算 (1)最大初动能的计算：Ek＝hν－W0＝hν－hνc； (2)截止频率的计算：hνc＝W0，即νc＝； (3)遏止电压的计算：－eUc＝0－Ek， 即Uc＝＝. 某同学采用如图1所示的装置来研究光电效应现象．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之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直到电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到的遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是(　　) 图1 A．频率为ν1的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度vm1＝ B．阴极K金属的截止频率ν0＝ C．普朗克常量h＝ D．阴极K金属的逸出功W0＝ 答案　C 解析　光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得： －eU1＝0－mvm12，则得光电子的最大初速度： vm1＝，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程得： hν1＝eU1＋W0，hν2＝eU2＋W0，联立可得普朗克常量为： h＝，代入可得金属的逸出功： W0＝hν1－eU1＝ 阴极K金属的截止频率为 ν0＝＝＝ 故C错误，B、D正确． 针对训练1　(2020·涿鹿中学高二月考)分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功是多大？ 答案　 解析　由光子的能量ε＝和爱因斯坦光电效应方程有Ek1＝－W0，Ek2＝－W0，又Ek1∶Ek2＝1∶2，化简即得逸出功W0＝. 二、光电效应图像问题 光电效应规律中的四类图像 图像名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率νc：图线与ν轴交点的横坐标 ②逸出功