Question

4．硅光電池在無(wú)光照時(shí)不產(chǎn)生電能，可視為一電子元件．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲電路，給硅光電池加反向電壓（硅光電池負(fù)極接高電勢(shì)點(diǎn)，正極接低電勢(shì)點(diǎn)），探究其在無(wú)光照時(shí)的反向伏安特性．圖中電壓表V₁量程為3V，內(nèi)阻為6.0kΩ，電壓表V₂量程為15V，內(nèi)阻約為30kΩ，R₀為保護(hù)電阻，直流電源電動(dòng)勢(shì)E約為12V，內(nèi)阻不計(jì)．
（1）根據(jù)圖甲所示電路，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖乙連接成完整電路．

（2）用遮光罩罩住硅光電池，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R，讀出電壓表V₁、V₂的示數(shù)U₁、U₂．
①某次測(cè)量時(shí)，電壓表V₁示數(shù)如圖丙，則U₁=1.40V，可算出通過(guò)硅光電池的反向電流大小為2.30mA（計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）．
②該小組測(cè)出大量數(shù)據(jù)，篩選出下表所示的9組U₁、U₂數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的硅光電池兩端反向電壓U_x和通過(guò)的反向電流I_x（表中“-”表示反向），并在圖丁坐標(biāo)紙上建立I_x-U_x坐標(biāo)系，標(biāo)出了與表中前5組U_x、I_x數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)你標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，并繪出I_x-U_x圖線．

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
U1/V	0.00	0.00	0.06	0.12	0.24	0.42	0.72	1.14	1.74
U2/V	0.0	1.0	2.1	3.1	4.2	5.4	6.7	8.1	9.7
Ux/V	0.0	-1.0	-2.0	-3.0	-4.0	-5.0	-6.0	-7.0	-8.0
Ix/mA	0.00	0.00	-0.01	-0.02	-0.04	-0.07	-0.12	-0.19	-0.29

③由I_x-U_x圖線可知，硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，I_x與U_x成非線性（填“線性”或“非線性”）關(guān)系．

Answer 1

分析 根據(jù)電路圖畫(huà)出實(shí)物圖，注意滑動(dòng)變阻器的分壓式接法．
由歐姆定律可求出電流．根據(jù)表中數(shù)據(jù)標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，用描點(diǎn)法平滑曲線繪出I_X-U_X圖線．

解答 解：（1）根據(jù)圖甲，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖乙連接成完整電路．連線如圖：
（2）①電壓表V₁量程為3V；故對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為1.40V；內(nèi)阻為R_V=6.0kΩ，由歐姆定律可知通過(guò)的電流為I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{v}}$=$\frac{1.40}{6.0×1{0}^{3}}$=0.23mA．
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，用描點(diǎn)法平滑曲線繪出I_X-U_X圖線如圖所示．
③由I_x-U_x圖線可知，硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，I_x與U_x成非線性關(guān)系．
故答案為：（1）電路連接如圖所示  （2）①1.40  0.23  ②如圖③非線性

點(diǎn)評(píng) 本題考查了伏安特性曲線，綜合性較強(qiáng)，要求學(xué)生能全面掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)；注意分壓接法等基本原理，明確電表讀數(shù)的方法，注意估讀的方法．