Question

【题目】硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用图（a）所示的电路研究硅光电池的伏安特性曲线。图中R0为已知定值电阻，两个电压表均视为理想电压表。

（1）请根据图（a）所示的电路图，用笔画线代替导线将图（b）中的的实物图补充完整________。

（2）实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量和计算得到该电池的U-I曲线，如图（c）中的甲线。由此可知电池的内阻随电流的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”），短路电流为________μA，电动势为_______V。（计算结果保留两位有效数字）

（3）实验二：减小光的强度，重复实验，得到的U-I曲线如图（c）中的乙线所示。

当滑动变阻器的电阻为某一值时，实验一中的V1表的示数为1.5V，保持该阻值不变，在实验二中外电路消耗的电功率为_________mW（计算结果保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】（1）如图； （2）增大 295 2.60 （3）0.14

【解析】

（1）按电流流向法，从电源的正极出发，依次串联开关、滑动变阻器、电阻R0回到负极，最后把电压表V2并联在R0两端，V1并联在滑动变阻器和R0两端即可；要注意电流从电压表的正接线柱流入负接线柱流出，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中．如下图所示：

（2）电池的U-I曲线的斜率表示内阻的大小，图线斜率的绝对值在增大，所以内阻增大．当U=0，I=I短=295μA，I=0，E=U=2.60V．

（3）实验一中的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=0.21mA，连接a中点（0.21mA、1.5V）和坐标原点，此直线外电路电阻（此时电阻不变）的U-I图，和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流．如图，电流和电压分别为I=140μA、U=1.0V，则外电路消耗功率为P=UI=0.14mW．