資源簡介

第一節　光電效應
［分值：50分］
1~5題每題5分，共25分
考點一　光電效應現象
1.如圖所示，把一塊不帶電的鋅板用導線連接在驗電器上，當用某頻率的紫外線照射鋅板時，發現驗電器指針偏轉一定角度，下列說法正確的是 (　　)
A.驗電器帶正電，鋅板帶負電
B.驗電器帶負電，鋅板也帶負電
C.若改用紅光照射鋅板，驗電器的指針一定也會偏轉
D.若改用同等強度、頻率更高的紫外線照射鋅板，驗電器的指針也會偏轉
2.(2023·深圳市高二期末)如圖所示，用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，驗電器兩金屬箔片張開，用帶負電的導體棒接觸鋅板，又可觀察到驗電器兩金屬箔片張角變小，其原因是 (　　)
A.紫外線電離空氣，使鋅板帶正電
B.紫外線自身帶微量正電荷
C.鋅板發生光電效應，釋放出了正的光電子
D.鋅板表面射出電子，鋅板和兩金屬箔片均帶正電
考點二　光電效應的實驗規律
3.(2023·潮州市高二期末)關于光電效應的規律，下列說法正確的是 (　　)
A.對于同種金屬，光電子的最大初動能與入射光的強度有關
B.對于同種金屬，在發生光電效應時遏止電壓與入射光的頻率有關
C.只要金屬中的電子吸收了光子的能量，就一定能發生光電效應現象
D.單位時間內從金屬表面逸出的光電子數與光照強度無關
4.(2023·肇慶市模擬)如圖所示，電路中所有元件完好，光照射到光電管陰極上，靈敏電流計中沒有電流通過，某同學分析可能的原因有：①入射光太弱；②入射光波長太長；③光照時間太短；④電源正負極接反。下列選項中，均有可能的是 (　　)
A.① ③ B.② ④ C.① ② D.③ ④
5.(2023·深圳市月考)光電管如圖所示，用某頻率的單色光照射密封在真空管中的左側極板，發生光電效應，經過一段時間，A、B兩端電壓保持穩定，下列說法正確的是 (　　)
A.B端電勢高于A端電勢
B.若僅增大單色光的光強，A、B兩端電壓增大
C.若換頻率更小的單色光照射，A、B兩端電壓可能為零
D.若換頻率更大的單色光照射，A、B兩端電壓減小
6、7題每題8分，8題9分，共25分
6.(2023·湛江市模擬)如圖所示為一光電管電路圖，滑動變阻器滑動觸頭P位于某點，用光照射光電管陰極，電表無偏轉，要使電表指針偏轉，可采取的措施有 (　　)
A.加大照射光強度 B.換用波長短的光照射
C.將P向B滑動 D.將電源正負極對調
7.光電管是光控電路的核心元件。如圖為一種在自動化控制中常用的光控繼電器示意圖，當用一束單色光照射光電管的陰極時，未能發生光電效應。為使光電管發生光電效應，下列可采取的措施是 (　　)
A.增大該光的照射強度
B.延長該光的照射時間
C.改用頻率更高的光照射光電管
D.改用波長更長的光照射光電管
8.某同學用如圖所示的電路研究光電效應，當滑動變阻器的滑片P位于A、B的中點，開關S閉合時，一束一定強度的綠光照射到光電管陰極K上，電流表G的指針發生偏轉。以下說法正確的是 (　　)
A.若僅把電源正負極調換，電流表G的指針偏轉角度可能變大
B.若僅將綠光換成橙光照射陰極K，電流表G的指針一定不偏轉
C.若僅將滑片P向B端移動，電流表G的指針偏轉角度可能不變
D.若僅換用強度相同的紫外線照射陰極K，電流表G的指針偏轉角度一定不變
答案精析
1.D　［用紫外線照射鋅板，鋅板失去電子帶正電，驗電器與鋅板連接，則驗電器帶正電，A、B錯誤；根據產生光電效應的條件可知，若改用頻率更小的紅光照射鋅板，不一定能發生光電效應，所以驗電器的指針不一定會發生偏轉，C錯誤；根據產生光電效應的條件可知，發生光電效應與光的頻率有關，若改用同等強度、頻率更高的紫外線照射鋅板，驗電器的指針也會偏轉，D正確。］
2.D?。郛斢米贤饩€照射鋅板時，鋅板發生光電效應，鋅板發射出電子而帶正電，與鋅板導線相連的驗電器也帶上正電，當用帶負電的導體棒接觸鋅板，發生電中和，帶電量減少，從而使驗電器兩金屬箔片張角變小。故選D。］
3.B　［光電子的最大初動能Ek與入射光的強度無關，故A錯誤；發生光電效應時遏止電壓只與入射光的頻率有關，故B正確；入射光的頻率只有大于截止頻率時，才能發生光電效應現象，故C錯誤；對于一定頻率的光，入射光越強，單位時間從金屬表面逸出的光電子數目就越多，故D錯誤。］
4.B　［沒有光電流，可能是未發生光電效應(入射光頻率低于截止頻率，即波長大于截止波長)；有可能是發生了光電效應，但電路接入反向電壓，達到遏止電壓大??；能否發生光電效應與入射光強弱、光照時間無關。故選B。］
5.C?。跙端電勢低于A端電勢，故A錯誤；僅增大單色光的光強，A、B兩端電壓不變，故B錯誤；換頻率更小的單色光照射，入射光頻率可能低于截止頻率，不發生光電效應，A、B兩端電壓可能為零，故C正確；換頻率更大的單色光照射，A、B兩端電壓增大，故D錯誤。］
6.B　［電表指針無偏轉，說明沒有發生光電效應，這說明照射光頻率太低，這與光強、外加電壓的大小及方向均無關，可見要使指針發生偏轉需增大照射光頻率，即減小照射光的波長，故B正確，A、C、D錯誤。］
7.C?。勰芊癜l生光電效應，取決于入射光的頻率是否超過截止頻率，與入射光的強度及照射時間無關，故可以改用頻率更高的光照射光電管，A、B錯誤，C正確；改用波長更長的光，由ν=可知，波長更長，頻率更低，更不可能發生光電效應，D錯誤。］
8.C?。蹆H把電源正負極調換，逸出光電子到達陽極的數目減少，電流表指針偏轉角度一定變小，A錯誤；若用橙光照射陰極K，因其頻率小于綠光，因此可能不發生光電效應，也可能會發生光電效應，電流表指針可能偏轉，B錯誤；光電管兩端加的是正向電壓，若開始時光電流已飽和，P向B端移動，電流表讀數不變，C正確；在綠光照射剛好達到飽和電流的情況下，若用一束強度相同的紫外線照射陰極K，由于紫外線的頻率大于綠光的頻率，則單位時間發出的光子數目減少，單位時間內到達陽極的電子數目會減少，電流表讀數(指針偏轉角度)減小，D錯誤。］第一節　光電效應
［學習目標］　1.知道光電效應現象，了解光電效應實驗規律(重點)。2.了解光電效應與經典電磁理論的矛盾。
一、光電效應
如圖所示，把一塊鋅板連接在驗電器上，并使鋅板帶負電，驗電器指針張開，用紫外線燈照射鋅板。
(1)觀察到驗電器指針如何變化？
(2)這個現象說明什么？
1.光電效應：金屬在光的照射下發射　　　　的現象被稱為光電效應。
2.光電子：光電效應中發射出來的　　　　被稱為光電子。
3.光電流：陰極發射的光電子受到正向電壓U加速，被陽極收集，在回路中形成　　　　，稱為光電流。
例1　(多選)如圖所示為光電管電路的示意圖，在光電管電路中，下列說法正確的是 (　　)
A.能夠把光信號轉變為電信號
B.電路中的電流是由光電子的運動形成的
C.光照射到光電管的A極產生光電子并飛向K極
D.光照射到光電管的K極產生光電子并飛向A極
二、光電效應的實驗規律　經典電磁理論解釋的困難
1.光電效應的實驗規律
(1)存在飽和電流
在光照條件不變的情況下，光電流的大小隨著正向電壓的增大而　　　　，當正向電壓增加到一定值時，光電流大小不再變化，達到飽和。飽和電流的大小與　　　　　　　　　　　　成正比。
(2)存在截止頻率
對于每一種金屬，只有當入射光頻率　　　某一頻率ν0時，才會產生光電流，我們將這個頻率稱為截止頻率，其對應的波長稱為截止波長。實驗表明，不同金屬的截止頻率　　　　。
(3)存在遏止電壓
在強度和頻率一定的光照射下，回路中的光電流將會隨著反向電壓的增加而　　　　，并且當反向電壓達到某一數值時，光電流將會減小到　　　　。我們把這時的電壓稱為遏止電壓，用符號　　　　表示，且滿足光電子出射時的最大初動能m=eUc。遏止電壓只與入射光的　　　　有關，而與入射光的強度無關。也就是說，其最大初動能只與入射光的頻率有關。
(4)光電效應具有瞬時性
當入射光的頻率大于某一頻率時，無論入射光強弱，都能夠幾乎　　　　產生光電流。
2.經典電磁理論解釋的困難
(1)不應存在　　　　頻率；
(2)遏止電壓應該與光的強弱　　　　。
如圖是研究光電效應的電路圖。請結合裝置圖及產生的現象回答下列問題。
(1)保持入射光的強度不變，滑動變阻器的滑片向右滑動(增加電壓)時，電流表示數不變，而光強增加時，保持所加電壓不變，電流表示數會增大，這說明了什么？
(2)若將電源的正負極對調，當光強增大時，遏止電壓不變，而入射光的頻率增加時，遏止電壓卻增加，這一現象說明了什么？
例2　(2024·廣州市模擬)如圖，光電管接入電路，用紫外線照射光電管陰極時，發生了光電效應，回路中形成電流。下列說法正確的是 (　　)
A.電流方向為a→R→b
B.電流方向為b→R→a
C.光照時間越長，光電子的最大初動能越大
D.入射光強度增大，光電子的最大初動能增大
例3　某實驗小組用如圖所示的實驗裝置探究某金屬發生光電效應的實驗規律。當用頻率為ν的入射光照射金屬板K時，電流表示數不為零，向右調節滑動變阻器的滑片P，直到電流表的示數剛好為零，此時電壓表的示數為Uc。則下列說法中正確的是 (　　)
A.實驗時電源的左端為正極
B.實驗時電源的右端為正極
C.若不改變入射光頻率和電路，增大入射光強度，Uc將會變大
D.調換電源的極性(同時調整電壓表)，保持光照不變，向右滑動滑片P的過程中，電流表示數一定一直增大
答案精析
一、
（1）指針張角變小
（2）說明紫外線會讓電子從鋅板表面逸出。
梳理與總結
1.電子
2.電子
3.電流
例1　ABD　［在光電管中，當光照射到陰極K時，發射出光電子，被A極的正向電壓吸引而飛向A極，形成光電流，使電路導通，實現光電轉換，故選A、B、D。］
二、
1.（1）增大　入射光的強度?。?）大于　不同?。?）減小　零　Uc　頻率?。?）瞬時
2.（1）截止?。?）有關
討論與交流
（1）說明發生光電效應時，飽和光電流的強度與光的強度有關；入射光越強，單位時間內逸出的光電子數越多。
（2）光電子的能量只與入射光頻率有關，而與光的強弱無關。
例2　B　［電子從光電管陰極逸出，而電子帶負電，與電流方向相反，故電流方向為b→R→a，A錯誤，B正確；逸出光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，故C、D錯誤。］
例3　B　［根據題意可知，當向右調節滑動變阻器的滑片P時，可使電流表的示數為零，說明此時光電管兩端的電壓為反向電壓，則電源的右端為正極，故A錯誤，B正確；若不改變入射光頻率和電路，增大入射光強度，飽和光電流增大，頻率不變，Uc將保持不變，故C錯誤；調換電源的極性(同時調整電壓表)，保持光照不變，向右滑動滑片P的過程中，當電流達到飽和光電流后，電壓增大，電流將保持不變，故D錯誤。］(共34張PPT)
DISIZHANG
第四章
第一節　光電效應
1.知道光電效應現象，了解光電效應實驗規律(重點)。
2.了解光電效應與經典電磁理論的矛盾。
學習目標
一、光電效應
二、光電效應的實驗規律　經典電磁理論解釋的困難
課時對點練
內容索引
光電效應
一
如圖所示，把一塊鋅板連接在驗電器上，并使鋅板帶負電，驗電器指針張開，用紫外線燈照射鋅板。
(1)觀察到驗電器指針如何變化？
答案　指針張角變小
(2)這個現象說明什么？
答案　說明紫外線會讓電子從鋅板
表面逸出。
1.光電效應：金屬在光的照射下發射 的現象被稱為光電效應。
2.光電子：光電效應中發射出來的 被稱為光電子。
3.光電流：陰極發射的光電子受到正向電壓U加速，被陽極收集，在回路中形成 ，稱為光電流。
電子
梳理與總結
電子
電流
　(多選)如圖所示為光電管電路的示意圖，在光電管電路中，下列說法正確的是
A.能夠把光信號轉變為電信號
B.電路中的電流是由光電子的運動形成的
C.光照射到光電管的A極產生光電子并飛向K極
D.光照射到光電管的K極產生光電子并飛向A極
例1
√
√
√
在光電管中，當光照射到陰極K時，發射出光電子，被A極的正向電壓吸引而飛向A極，形成光電流，使電路導通，實現光電轉換，故選A、B、D。
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光電效應的實驗規律　經典電磁理論解釋的困難
二
1.光電效應的實驗規律
(1)存在飽和電流
在光照條件不變的情況下，光電流的大小隨著正向電壓的增大而 ，當正向電壓增加到一定值時，光電流大小不再變化，達到飽和。飽和電流的大小與 成正比。
(2)存在截止頻率
對于每一種金屬，只有當入射光頻率 某一頻率ν0時，才會產生光電流，我們將這個頻率稱為截止頻率，其對應的波長稱為截止波長。實驗表明，不同金屬的截止頻率 。
增大
入射光的強度
大于
不同
(3)存在遏止電壓
在強度和頻率一定的光照射下，回路中的光電流將會隨著反向電壓的增加而 ，并且當反向電壓達到某一數值時，光電流將會減小到 。我們把這時的電壓稱為遏止電壓，用符號 表示，且滿足光電子出射時的最大初動能=eUc。遏止電壓只與入射光的 有關，而與入射光的強度無關。也就是說，其最大初動能只與入射光的頻率有關。
(4)光電效應具有瞬時性
當入射光的頻率大于某一頻率時，無論入射光強弱，都能夠幾乎 產生光電流。
零
減小
Uc
頻率
瞬時
2.經典電磁理論解釋的困難
(1)不應存在 頻率；
(2)遏止電壓應該與光的強弱 。
截止
有關
如圖是研究光電效應的電路圖。請結合裝置圖及產生的現象回答下列問題。
(1)保持入射光的強度不變，滑動變阻器的滑片向右滑動(增加電壓)時，電流表示數不變，而光強增加時，保持所加電壓不變，電流表示數會增大，這說明了什么？
討論與交流
答案　說明發生光電效應時，飽和光電流的強度與光的強度有關；入射光越強，單位時間內逸出的光電子數越多。
(2)若將電源的正負極對調，當光強增大時，遏止電壓不變，而入射光的頻率增加時，遏止電壓卻增加，這一現象說明了什么？
答案　光電子的能量只與入射光頻率有關，而與
光的強弱無關。
　(2024·廣州市模擬)如圖，光電管接入電路，用紫外線照射光電管陰極時，發生了光電效應，回路中形成電流。下列說法正確的是
A.電流方向為a→R→b
B.電流方向為b→R→a
C.光照時間越長，光電子的最大初動能越大
D.入射光強度增大，光電子的最大初動能增大
例2
√
電子從光電管陰極逸出，而電子帶負電，與電流方向相反，故電流方向為b→R→a，A錯誤，B正確；
逸出光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，故C、D錯誤。
　某實驗小組用如圖所示的實驗裝置探究某金屬發生光電效應的實驗規律。當用頻率為ν的入射光照射金屬板K時，電流表示數不為零，向右調節滑動變阻器的滑片P，直到電流表的示數剛好為零，此時電壓表的示數為Uc。則下列說法中正確的是
A.實驗時電源的左端為正極
B.實驗時電源的右端為正極
C.若不改變入射光頻率和電路，增大入射光強度，Uc
將會變大
D.調換電源的極性(同時調整電壓表)，保持光照不變，向右滑動滑片P的
過程中，電流表示數一定一直增大
例3
√
根據題意可知，當向右調節滑動變阻器的滑片P
時，可使電流表的示數為零，說明此時光電管兩
端的電壓為反向電壓，則電源的右端為正極，故
A錯誤，B正確；
若不改變入射光頻率和電路，增大入射光強度，
飽和光電流增大，頻率不變，Uc將保持不變，故C錯誤；
調換電源的極性(同時調整電壓表)，保持光照不變，向右滑動滑片P的過程中，當電流達到飽和光電流后，電壓增大，電流將保持不變，故D錯誤。
返回
課時對點練
三
考點一　光電效應現象
1.如圖所示，把一塊不帶電的鋅板用導線連接在驗電器上，當用某頻率的紫外線照射鋅板時，發現驗電器指針偏轉一定角度，下列說法正確的是
A.驗電器帶正電，鋅板帶負電
B.驗電器帶負電，鋅板也帶負電
C.若改用紅光照射鋅板，驗電器的指針一定也
會偏轉
D.若改用同等強度、頻率更高的紫外線照射鋅板，驗電器的指針也會偏轉
1
2
3
4
5
6
7
8
基礎對點練
√
1
2
3
4
5
6
7
8
用紫外線照射鋅板，鋅板失去電子帶正電，
驗電器與鋅板連接，則驗電器帶正電，A、
B錯誤；
根據產生光電效應的條件可知，若改用頻
率更小的紅光照射鋅板，不一定能發生光電效應，所以驗電器的指針不一定會發生偏轉，C錯誤；
根據產生光電效應的條件可知，發生光電效應與光的頻率有關，若改用同等強度、頻率更高的紫外線照射鋅板，驗電器的指針也會偏轉，D正確。
2.(2023·深圳市高二期末)如圖所示，用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，驗電器兩金屬箔片張開，用帶負電的導體棒接觸鋅板，又可觀察到驗電器兩金屬箔片張角變小，其原因是
A.紫外線電離空氣，使鋅板帶正電
B.紫外線自身帶微量正電荷
C.鋅板發生光電效應，釋放出了正的光電子
D.鋅板表面射出電子，鋅板和兩金屬箔片均
帶正電
1
2
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6
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8
√
1
2
3
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6
7
8
當用紫外線照射鋅板時，鋅板發生光電效應，鋅板發射出電子而帶正電，與鋅板導線相連的驗電器也帶上正電，當用帶負電的導體棒接觸鋅板，發生電中和，帶電量減少，從而使驗電器兩金屬箔片張角變小。故選D。
考點二　光電效應的實驗規律
3.(2023·潮州市高二期末)關于光電效應的規律，下列說法正確的是
A.對于同種金屬，光電子的最大初動能與入射光的強度有關
B.對于同種金屬，在發生光電效應時遏止電壓與入射光的頻率有關
C.只要金屬中的電子吸收了光子的能量，就一定能發生光電效應現象
D.單位時間內從金屬表面逸出的光電子數與光照強度無關
1
2
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√
1
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光電子的最大初動能Ek與入射光的強度無關，故A錯誤；
發生光電效應時遏止電壓只與入射光的頻率有關，故B正確；
入射光的頻率只有大于截止頻率時，才能發生光電效應現象，故C錯誤；
對于一定頻率的光，入射光越強，單位時間從金屬表面逸出的光電子數目就越多，故D錯誤。
4.(2023·肇慶市模擬)如圖所示，電路中所有元件完好，光照射到光電管陰極上，靈敏電流計中沒有電流通過，某同學分析可能的原因有：①入射光太弱；②入射光波長太長；③光照時間太短；④電源正負極接反。下列選項中，均有可能的是
A.① ③ B.② ④
C.① ② D.③ ④
1
2
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√
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沒有光電流，可能是未發生光電效應(入射光頻率低于截止頻率，即波長大于截止波長)；有可能是發生了光電效應，但電路接入反向電壓，達到遏止電壓大??；能否發生光電效應與入射光強弱、光照時間無關。故選B。
5.(2023·深圳市月考)光電管如圖所示，用某頻率的單色光照射密封在真空管中的左側極板，發生光電效應，經過一段時間，A、B兩端電壓保持穩定，下列說法正確的是
A.B端電勢高于A端電勢
B.若僅增大單色光的光強，A、B兩端電壓增大
C.若換頻率更小的單色光照射，A、B兩端電壓可能為零
D.若換頻率更大的單色光照射，A、B兩端電壓減小
1
2
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√
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B端電勢低于A端電勢，故A錯誤；
僅增大單色光的光強，A、B兩端電壓不變，
故B錯誤；
換頻率更小的單色光照射，入射光頻率可能低于截止頻率，不發生光電效應，A、B兩端電壓可能為零，故C正確；
換頻率更大的單色光照射，A、B兩端電壓增大，故D錯誤。
6.(2023·湛江市模擬)如圖所示為一光電管電路圖，滑動變阻器滑動觸頭P位于某點，用光照射光電管陰極，電表無偏轉，要使電表指針偏轉，可采取的措施有
A.加大照射光強度
B.換用波長短的光照射
C.將P向B滑動
D.將電源正負極對調
1
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√
能力綜合練
1
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電表指針無偏轉，說明沒有發生光電效應，這說明照射光頻率太低，這與光強、外加電壓的大小及方向均無關，可見要使指針發生偏轉需增大照射光頻率，即減小照射光的波長，故B正確，A、C、D錯誤。
7.光電管是光控電路的核心元件。如圖為一種在自動化控制中常用的光控繼電器示意圖，當用一束單色光照射光電管的陰極時，未能發生光電效應。為使光電管發生光電效應，下列可采取的措施是
A.增大該光的照射強度
B.延長該光的照射時間
C.改用頻率更高的光照射光電管
D.改用波長更長的光照射光電管
√
1
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1
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能否發生光電效應，取決于入射光的頻率是否超過截止頻率，與入射光的強度及照射時間無關，故可以改用頻率更高的光照射光電管，A、B錯誤，C正確；
改用波長更長的光，由ν=可知，波長更長，頻率更低，更不可能發生光電效應，D錯誤。
8.某同學用如圖所示的電路研究光電效應，當滑動變阻器的滑片P位于A、B的中點，開關S閉合時，一束一定強度的綠光照射到光電管陰極K上，電流表G的指針發生偏轉。以下說法正確的是
A.若僅把電源正負極調換，電流表G的指針偏轉角度
可能變大
B.若僅將綠光換成橙光照射陰極K，電流表G的指針
一定不偏轉
C.若僅將滑片P向B端移動，電流表G的指針偏轉角度可能不變
D.若僅換用強度相同的紫外線照射陰極K，電流表G的指針偏轉角度一定不變
1
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√
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僅把電源正負極調換，逸出光電子到達陽極的
數目減少，電流表指針偏轉角度一定變小，A
錯誤；
若用橙光照射陰極K，因其頻率小于綠光，因此
可能不發生光電效應，也可能會發生光電效應，電流表指針可能偏轉，B錯誤；
光電管兩端加的是正向電壓，若開始時光電流已飽和，P向B端移動，電流表讀數不變，C正確；
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在綠光照射剛好達到飽和電流的情況下，若用一束強度相同的紫外線照射陰極K，由于紫外線的頻率大于綠光的頻率，則單位時間發出的光子數目減少，單位時間內到達陽極的電子數目會減少，電流表讀數(指針偏轉角度)減小，D錯誤。
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