Question

【題目】太陽能電池帆板可以給衛(wèi)星、宇宙飛船等提供能量。如圖甲，太陽能電池在有光照時，可以將光能轉化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電動勢為零的電學器件。

探究一：實驗小組用測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，用圖乙電路探究太陽能電池被不透光黑紙包住時的I－U特性曲線。

(1)圖乙中虛線處_____________（填“需要”、“不需要”）連接導線：滑動變阻器如圖丙所示，開關閉合前，滑片應移至_____________（填“A”、“B”）端；

(2)通過實驗，在圖上作出被黑紙包住的太陽能電池的I－U特性曲線如下圖，將其與一個電動勢為3V（內阻忽略不計）的電源和阻值為5kΩ的定值電阻串聯在一起，它消耗的電功率約為_____________ W（結果保留兩位有效數字）；

探究二：在穩(wěn)定光照環(huán)境中，取下太陽能電池外黑紙，并按圖丁電路測量金屬絲的電阻率。

(3)該小組用游標卡尺測量金屬絲直徑時讀數如圖戊所示，可知其直徑為_____________ mm；

(4)實驗中測得電壓表示數為U，電流表示數I，金屬絲直徑為D、長度為l，則金屬絲電阻率為_____________（用上述測量量表示）；

(5)考慮電壓表與電流表內阻對測量結果的影響，金屬絲電阻的測量值_____________（填“大于”、“等于”、“小于”）真實值。

Answer 1

【答案】需要 A （都行） 0.80 小于

【解析】

(1)[1][2]由題意可知，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，虛線處應連線；滑動變阻器采用分壓接法，閉合開關前滑片應置于A處。

(2)[3]電源與定值電阻整體可以看做等效電源，作出電源的I-U圖線，由圖線可知，電池板兩端電壓：

U=2V

電流：

I=210μA=2×10-4A

消耗的電功率：

P=UI=2×2.1×10-4=4.2×10-4W

(3)[4]固定部分讀數為0mm；分尺部分為40，故最終讀數為：

0mm+40×0.02mm=0.80mm

(4)[5] 由歐姆定律可知：，根據電阻定理

電阻率：

(5)[6]由圖丁所示電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，電流測量值大于真實值，由歐姆定律可知，電阻測量值小于真實值，電阻率測量值小于真實值；