Question

10．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h=6.63×10^-34 J•s，结果保留三位有效数字．

（1）图甲中电极A为光电管的阳极（填“阴极”或“阳极”）；
（2）实验中测得铷的遏止电压U_c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率ν_c=5.15×10¹⁴Hz，逸出功W₀=3.41×10^-19J；
（3）如果实验中入射光的频率ν=7.00×10¹⁴ Hz，则产生的光电子的最大初动能E_k=1.23×10^-19J．

Answer 1

分析 光电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为正极，根据光电效应方程E_km=hv-W₀和eU_C=E_Km得出遏止电压Uc与入射光频率v的关系式，从而进行判断．根据逸出功W₀=hv₀，和光电效应方程：E_K=hv-W₀直接进行求解．

解答 解：（1）电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为正极即为阳极；
由E_km=hv-W₀和eU_C=E_Km得：eU_C=hv-W₀，因此当遏制电压为零时，hv_c=W₀，
根据图象可知，铷的截止频率ν_C=5.15×10¹⁴Hz，
（2）根据hv_c=W₀，则可求出该金属的逸出功大小W₀=6.63×10^-34×5.15×10¹⁴=3.41×10^-19J．
（3）如果实验中入射光的频率ν=7.00×10¹⁴ Hz，则产生的光电子的最大初动能为：E_k=6.63×10^-34×7.00×10¹⁴-6.63×10^-34×5.15×10¹⁴=1.23×10^-19J．
故答案为：（1）阳极；（2）5.15×10¹⁴；3.41×10^-19；（3）1.23×10^-19

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之间的关系．本题考察知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，同时注意计算的准确性．