Question

9．如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：
（1）用频率为ν₁的光照射光电管，此时电流表中有电流．调节滑动变阻器，将触头P向a端滑动（选填“a”或“b”），使微安表示数恰好变为零，记下电压表示U₁．
（2）用频率为ν₂的光照射光电管，重复①中的步骤，记下电压表示数U₂．已知电子的电量为e，由上述实验可知，普朗克常量h=$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$（用上述已知量和测量量表示）．
（3）关于光电效应，下列说法正确的是D
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
C．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能最够大时，就能逸出金属
D．不同频率的光照射同一种金属时，频率越高，光电子的最大初动能越大．

Answer 1

分析 根据电路图，当电子受到电场阻力运动时，则微安表示数才可能为零，从而可确定a、b电势高低；再根据光电效应方程，结合遏止电压和最大初动能的关系求出普朗克常量．
当入射光子的频率大于金属的逸出功时，会发生光电效应，根据光电效应方程判断光电子最大初动能与什么因素有关，而光子数目越多，则产生光电流越大．

解答 解：（1）根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，因只有K的电势高于A点，即触头P向a端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零；
（2）根据光电效应方程得，E_k1=hv₁-W₀=eU₁．
E_k2=hv₂-W₀=eU₂
联立两式解得：h=$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$．
（3）A、在发生光电效应的情况下，入射光的强度越高，单位时间内发出光电子的数目越多，光电流才越大，与光照时间长短无关．故A错误．
B、入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少．故B错误．
C、每个电子可以吸收一个光子，当它入射光的能量大于逸出功，就能逸出金属．故C错误．
D、根据光电效应方程得，E_Km=hv-W₀，当频率越高，光电子的最大初动能越大．故D正确．
故答案为：（1）a，（2）$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$，（3）D．

点评 解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能的关系，注意理解遏止电压的含义．
解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目．