Question

【題目】硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的元件．某同學(xué)利用圖（a）所示電路探究某硅光電池的路端電壓U與電流I的關(guān)系．圖中R0=2Ω，電壓表、電流表均視為理想電表．（b）（1）用“筆線”代替導(dǎo)線，將圖（b）中的電路補(bǔ)充完整______．

（2）實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，通過測(cè)量得到該電池的U﹣I曲線a，見圖（c）． 由此可知此時(shí)該電池的電動(dòng)勢(shì)為___V；若調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，使電流小于200mA，則此時(shí)電源內(nèi)阻為_____Ω．

（3）實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光照的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得U﹣I曲線b，見圖（c）．當(dāng)可調(diào)電阻R的阻值調(diào)到某值時(shí)，若該電路在實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V，則在實(shí)驗(yàn)二中變阻器R消耗的功率為_____mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】 如圖所示：

2.9； 4.0 27 mW

【解析】(1) 分析圖a所示實(shí)驗(yàn)原理圖，根據(jù)原理圖連接實(shí)物電路圖，如圖所示

(2) 在硅光電池的U-I圖象，當(dāng)I=0，U=E，圖線斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻．由圖線a可知E=2.9V，當(dāng)電流小于200mA的情況下，此電池的內(nèi)阻r=4.0Ω；

(3) 實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U1=1.5V時(shí)電路中電流為I1=0.25mA，連接a中點(diǎn)（0.25mA、1.5V）和坐標(biāo)原點(diǎn)，此直線為此時(shí)對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器阻值的外電路電阻（定值電阻）的U-I圖，和圖線b的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的路端電壓和電路電流，如右圖，

電流和電壓分別為I=80mA、U=0.5V，則變阻器R消耗的功率為P=（U-IR0）I=27 mW；

點(diǎn)晴：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，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(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)表示短路電流。