Question

【題目】硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件．某同學(xué)用左所示電路探究硅光電池的路端電壓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(qǐng)根據(jù)題電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中的實(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=_________．

（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(dòng)變阻器，通過(guò)測(cè)量得到該電池的U﹣I 曲線a，如圖．由此可知電池內(nèi)阻_____（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為______mA，電動(dòng)勢(shì)為_________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(cè)得U﹣I曲線b，如圖．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V．則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為___mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】 不是 0.295mA 2.67V 0.068mW

【解析】（1）由原理圖可得出電路的連接方式，則按實(shí)物圖的連接方法將各元件相連即可，注意導(dǎo)線不能交叉，導(dǎo)線要接在接線柱上；如下圖所示；

（2）由歐姆定律可知，流過(guò)R0的電流。

（3）路端電壓U=E﹣Ir，若r為常數(shù)、則U﹣I圖為一條不過(guò)原點(diǎn)的直線，由曲線a可知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；當(dāng)U=0時(shí)的電流為短路電流約為295μA=0.295mA；當(dāng)電流I=0時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)E約為2.67V；

（4）實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U1=1.5V時(shí)電路中電流為I1=0.21mA，連接a中點(diǎn)（0.21mA、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，如圖所示：

電流和電壓分別為I=97μA、U=0.7V，則外電路消耗功率為P=UI=0.068 mW。