Question

9．光電效應(yīng)實驗中，如圖所示用頻率為7.5×10¹⁴Hz的光照射金屬K，當(dāng)電壓表示數(shù)減為0.91V時，靈敏電流表上才有電流出現(xiàn)．（普朗克常量h=6.63×10^-34J•s，電子的電量為1.6×10^-19C）
（1）求該金屬的逸出功；
（2）若將電路中電源正負(fù)極對調(diào)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為2V時，光電子到達陽極A的最大動能為多少？
（3）若電流表示數(shù)為0.48μA，則每秒從陰極K發(fā)射出的電子個數(shù)是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)光電效應(yīng)方程$\frac{1}{2}$m${v}_{0m}^{2}$=hγ-W₀，結(jié)合E_km=eU₀，即可求解金屬的逸出功；
（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程$\frac{1}{2}$m${v}_{0m}^{2}$=hγ-W₀，并依據(jù)動能定理，即可求解到達陽極A的最大動能；
（3）根據(jù)電流I=$\frac{q}{t}$，結(jié)合N=$\frac{q}{e}$，即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程有：$\frac{1}{2}$m${v}_{0m}^{2}$=hγ-W₀；
且E_km=eU₀，則有：eU₀=hγ-W₀；
解得：W₀=hγ-eU₀=6.63×10^-34×7.5×10¹⁴-1.6×10^-19×0.91=3.51×10^-19J
（2）電源正負(fù)極對調(diào)，電壓表的示數(shù)為2V時，設(shè)光電子到達陽極A的最大動能為：E_km′=$\frac{1}{2}$m${v}_{0m}^{2}$+qU=hγ-W₀+qU
代入數(shù)據(jù)解得：E_km′=6.63×10^-34×7.5×10¹⁴-3.51×10^-19+1.6×10^-19×2J=4.66×10^-19J
（3）電流表示數(shù)為0.48μA，則每秒從陰極K發(fā)射出的電子個數(shù)是：
N=$\frac{q}{e}$=$\frac{It}{e}$=$\frac{0.48×1{0}^{-6}×1}{1.6×1{0}^{-19}}$=3×10¹²個；
答：（1）該金屬的逸出功3.51×10^-19J；
（2）若將電路中電源正負(fù)極對調(diào)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為2V時，光電子到達陽極A的最大動能為4.66×10^-19J；
（3）若電流表示數(shù)為0.48μA，則每秒從陰極K發(fā)射出的電子個數(shù)是3×10¹²個．

點評 考查光電效應(yīng)方程的應(yīng)用，理解逸出功的概念及最大初動能的含義．注意當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光的頻率越高，而金屬的逸出功是一定，則光電子的最大初動能越大．