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高一物理光电门作用和相关例题

2026-07-24 09:36:00教学视频822

高一物理中的光电门通常用于测量光通过物体时的速度。光电门利用光电器件和计时器配合使用,当有运动的物体经过光电门时,光电门就会在极短的时间内产生光信号,触发计时器记录光通过的时间,再通过与已知的光速就可以算出物体通过的速度。KiP物理好资源网(原物理ok网)

相关例题:KiP物理好资源网(原物理ok网)

假设一个物体以一定的速度v从光电门冲出,已知光电门的宽度为d,两光电门之间距离为s,物体与光电门之间的距离为x,求物体通过光电门的时间。KiP物理好资源网(原物理ok网)

解题过程:KiP物理好资源网(原物理ok网)

首先,我们需要知道光速c是已知的,光从光电门通过的时间为t,那么光速可以表示为c=s/t。KiP物理好资源网(原物理ok网)

当物体经过光电门时,它通过光电门的速度v'可以表示为v' = x/t。KiP物理好资源网(原物理ok网)

将光速公式代入物体速度公式中,得到v' = s/t - v。KiP物理好资源网(原物理ok网)

由于物体在经过光电门的过程中只受到重力的影响,所以物体的加速度a = v' - v = s/t - v - v。KiP物理好资源网(原物理ok网)

最后,根据速度公式v = at,我们可以求出物体通过光电门的时间t = v/(s/t - v)。KiP物理好资源网(原物理ok网)

需要注意的是,这个例子只是一个简单的应用,实际应用中可能涉及到更复杂的物理过程和计算。KiP物理好资源网(原物理ok网)

光电门在高一物理中用于测量光速和探究光电效应。通过光电门测光速可以让学生更好地理解光电门的意义和作用,同时也可以为后续学习打下基础。KiP物理好资源网(原物理ok网)

例题:KiP物理好资源网(原物理ok网)

题目:用光电门测量光速KiP物理好资源网(原物理ok网)

实验器材:激光器、光屏、光电门、计时器KiP物理好资源网(原物理ok网)

实验步骤:KiP物理好资源网(原物理ok网)

1. 将激光器、光电门和计时器固定在实验台上;KiP物理好资源网(原物理ok网)

2. 打开激光器,让激光器发出激光,调整光屏的位置,使激光器发出的激光射向光屏;KiP物理好资源网(原物理ok网)

3. 打开光电门,记录光电门读数d和时间t;KiP物理好资源网(原物理ok网)

4. 改变激光器位置,重复实验三次,求平均值;KiP物理好资源网(原物理ok网)

5. 利用公式c=λf和光电门测得的时间t,计算光速。KiP物理好资源网(原物理ok网)

题目解析:KiP物理好资源网(原物理ok网)

根据实验原理和实验步骤,我们可以根据光电效应的规律来求解光速。根据公式c=λf,我们可以得到λ=c/f,其中f已知为光在真空中传播的速度(约为$3 times 10^{8}m/s$),因此需要求解的是波长λ。而波长可以通过光电门测得的光子通过的时间和光速来计算。根据实验步骤中的数据记录,可以得到每个光子通过光电门的平均时间,再根据公式$t = frac{L}{v}$(其中L为光电门之间的距离,v为光速)可以求得平均速度,即光子在通过光电门时的速度。因此,通过这些数据可以求得波长λ,从而得到光速。KiP物理好资源网(原物理ok网)

答案:根据实验数据,可以求得每个光子通过光电门的平均速度约为$v = frac{L}{t}$(m/s),因此可以求得波长λ=c/f × L/v≈$3 times 10^{8}m/s div (3 times 10^{- 9}s) times d$≈$6 times 10^{- 7}m$。因此,光速c=λf=6 × 10^{- 7}m × f≈$2 times 10^{8}m/s$。KiP物理好资源网(原物理ok网)

高一物理中的光电门在实验中通常用于测量光速和时间。光电门利用光电器件和计时器配合使用,当有粒子射入光电门时,计时器开始计时,当粒子射出光电门时,计时器停止计时并显示时间。通过测量光电门通光时间来获得光速,从而验证爱因斯坦的光速不变原理。KiP物理好资源网(原物理ok网)

光电门在运动学实验中常见于处理位移、速度、加速度等物理量的实验。例如,在研究匀变速直线运动的实验中,通过光电门测速度,可以用它来测量物体通过某段位移的速度,通过两个光电门可以测量物体的加速度。KiP物理好资源网(原物理ok网)

例题:KiP物理好资源网(原物理ok网)

某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间还有四个点没有画出。本实验使用的交流电源的频率为50Hz。KiP物理好资源网(原物理ok网)

(1)根据纸带可求得打下B点时的速度大小为 m/s;KiP物理好资源网(原物理ok网)

(2)小车运动的加速度大小为 m/s²;KiP物理好资源网(原物理ok网)

(3)根据纸带可以判断:打点计时器打B点时小车的速度方向是从 端(填“左”或“右”)。KiP物理好资源网(原物理ok网)

常见问题:KiP物理好资源网(原物理ok网)

1. 光电门的作用是什么?如何使用光电门?KiP物理好资源网(原物理ok网)

答:光电门的作用主要是测量光通过的时间,从而求得速度和加速度等物理量。使用光电门时,需要将挡光片(或物体)通过光电门,同时计时器开始计时,当挡光片(或物体)离开光电门时,计时器停止计时。KiP物理好资源网(原物理ok网)

2. 光电门在实验中需要注意什么?KiP物理好资源网(原物理ok网)

答:在使用光电门时,需要注意挡光片(或物体)通过光电门的速度不能过快,否则计时器可能来不及计时;同时需要注意测量通光时间时,应该选择合适的挡光片(或物体)长度,以确保测量准确。此外,还需要注意电源频率的变化,因为电源频率会影响光通过的时间,从而影响测量结果。KiP物理好资源网(原物理ok网)

以上就是关于高一物理中的光电门作用和相关例题的介绍,以及在使用光电门时常见问题的解答。KiP物理好资源网(原物理ok网)

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