第1节 光电效应-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（粤教版2019）

第一节　光电效应

【素养目标】　1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律。　2.了解光电效应与经典电磁理论的矛盾。

知识点一　光电效应

[情境导学]　把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针的变化。这个现象说明了什么问题？

提示：锌板带负电，用紫外线灯照射后，验电器张开的指针夹角变小，说明锌板带的负电荷变少了。意味着紫外线照射会让电子从锌板表面逸出。

(阅读教材P76完成下列填空)

1．光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象被称为光电效应。

2．光电子：光电效应中发射出来的电子被称为光电子(如图甲所示)。

3．光电管

(1)概念：利用光电效应制成的一种可以把光信号转变成电信号的常见的光电器件。

(2)结构：由密封在真空玻璃壳内的阴极和阳极组成。阴极表面通常涂有碱金属，如锂、铯等。碱金属对电子的束缚能力比较弱，所以比较容易在光的照射下发射电子。

(3)工作原理：如图乙所示，阴极发射的光电子受到正向电压U加速，被阳极收集，在回路

中形成电流，称为光电流。这样，光电管就把光信号变成电信号。

[问题探究]　(1)用紫外线照射锌板，与之相连的验电器铂片会张开，锌板为什么会带电？带正电还是带负电？

(2)在光电效应实验中，如果实验仪器及线路完好，当用红光照射到光电管上时，无论怎样增大正向电压，灵敏电流计中都没有电流通过，可能是什么原因？

提示：(1)锌板在紫外线照射下发射电子，从而使锌板失去电子带正电。

(2)红光不能使光电管发生光电效应，产生光电流。

学生用书↓第64页

把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张角发生变化。下列说法正确的是(　　)

A．验电器指针的张角会变大

B．锌板上的正电荷转移到了验电器指针上

C．验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子

D．验电器指针的张角发生变化是因为紫外线让电子从锌板表面逸出

答案：D

解析：开始时，验电器带负电，用紫外线照射锌板后，锌板发生光电效应，逸出电子，若逸出电子较少，验电器带电荷量减少，验电器指针张角变小，若逸出电子较多，验电器负电荷中和后带正电，锌板带电荷量先减少后增加，所以验电器指针张角先变小后变大，故A错

误； 验电器上的电子转移到了锌板上，锌板上的正电荷未转移，故B错误；验电器指针的张角发生变化是因为紫外线让电子从锌板表面逸出，失去电子，故C错误，D正确。故选D。

针对练．(多选)如图为光电管电路的示意图，在光电管电路中，下列说法正确的是(　　)

A．能够把光信号转变为电信号

B．电路中的电流是由光电子的运动形成的

C．光照射到光电管的A极产生光电子并飞向K极

D．光照射到光电管的K极产生光电子并飞向A极

答案：ABD

解析：在光电管中，当光照射到阴极K时，发射出光电子，被A极的正向电压吸引而飞向A极，形成光电流，使电路导通，实现光电转换，故选ABD。

知识点二　光电效应的实验规律

 [情境导学]　如图是研究光电效应的电路图。

(1)滑片P滑到最左端时，光电管两端电压为多大？此时电流表的示数不是0，说明什么？

(2)闭合开关，滑片P向右移动时，电流表示数减小，此时光电管两端电压为正向电压还是反向电压？

(3)电流表示数逐渐减小，说明光电子的初动能相同吗？

提示：(1)电压为零；说明发生了光电效应。

(2)光电管两端电压为反向电压。

(3)不同。