Question

硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的，可以利用太陽光產(chǎn)生電的器件．
（1）下列表述正確的是

A

（A）硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置
（B）硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出
（C）逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率無關(guān)
（D）任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)
（2）某同學(xué)用圖示電路探究硅光電池路端電壓U與總電流I的關(guān)系．圖中R₀為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表．
①請根據(jù)圖（a）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖（b）中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路．

②若電壓表V₂的讀數(shù)為U₀，則I=

U0

R0

．
③實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的U-I曲線a．如圖所示，由此可知電池內(nèi)阻

不是

（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為

0.295

mA，電動勢為

2.67

V．

④實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測得U-I曲線b，如圖．當(dāng)滑動變阻器的電阻為某值時，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V，保持外電路中電阻不變，則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為

0.065

mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）考查了光電效應(yīng)的產(chǎn)生產(chǎn)生以及光電子的最大初動能問題，根據(jù)光電效應(yīng)方程可直接求解．
（2）①根據(jù)原理圖可以畫出實(shí)物圖，注意正負(fù)極不要連反了．
②根據(jù)部分電路的歐姆定律可以求出電流大小．
③電源的U-I圖象的斜率表示其內(nèi)阻，根據(jù)斜率的變化可以知道內(nèi)阻的變化情況，圖象與縱軸交點(diǎn)表示電動勢，與橫軸交點(diǎn)表示短路電流．
④根據(jù)路端電壓大小從圖象a上找到路端電壓為1.5V的點(diǎn)A，連接OA，OA與圖b的交點(diǎn)即對應(yīng)的功率即為實(shí)驗(yàn)二外電路消耗的功率．

解答：解：（1）A、硅光電池是利用光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置，故A正確；
B、電子吸收光子后并非都向外運(yùn)動，有的向金屬內(nèi)部運(yùn)動，故B錯誤；
C、光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，隨著入射光的頻率增大而增大，故C錯誤；
D、只有當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時才能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤．
故選A．
（2）①根據(jù)原理圖得實(shí)物圖如下所示：

②根據(jù)部分電路歐姆定律得：I=

U0

R0

故答案為：I=

U0

R0

．
③電源的U-I圖象的斜率表示其內(nèi)阻，由圖象可知其斜率不斷變化因此電源的內(nèi)阻不是常數(shù)，根據(jù)圖象可知其電動勢為2.67V，短路電流為0.295mA
故答案為：不是；0.295（0.293-0.297）；2.67（2.64-2.68）．
④若實(shí)驗(yàn)一中路端電壓為1.5V時，由圖線a可知，I=2.15×10^-4A，即圖中的A點(diǎn)，取坐標(biāo)原點(diǎn)為O，用直線連接OA，則OA的斜率代表該外電路的電阻R_外=R₀+R，為一定值，直線oa交圖b于B點(diǎn)，由圖可知B點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.68，9.6×10^-6A），則實(shí)驗(yàn)二中測得外電路的功率為：P=UI=0.065mW．
故答案為：0.065（0.060-0.070）．

點(diǎn)評：本題主要考查了在實(shí)驗(yàn)中如何利用圖線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在測電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，明確電源U-I圖象和電阻U-I圖象的含義和區(qū)別．