Question

硅光电池是利用光电效应原理制成的，可以利用太阳光产生电的器件．
（1）下列表述正确的是______
（A）硅光电池是把光能转变为电能的一种装置
（B）硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
（C）逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关
（D）任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
（2）某同学用图示电路探究硅光电池路端电压U与总电流I的关系．图中R为已知定值电阻，电压表视为理想电压表．
①请根据图（a）用笔画线代替导线将图（b）中的实验器材连接成实验电路．

②若电压表V₂的读数为U，则I=______．
③实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a．如图所示，由此可知电池内阻______（填“是”或“不是”）常数，短路电流为______mA，电动势为______V．

④实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，如图．当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V，保持外电路中电阻不变，则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】分析：（1）考查了光电效应的产生产生以及光电子的最大初动能问题，根据光电效应方程可直接求解．
（2）①根据原理图可以画出实物图，注意正负极不要连反了．
②根据部分电路的欧姆定律可以求出电流大小．
③电源的U-I图象的斜率表示其内阻，根据斜率的变化可以知道内阻的变化情况，图象与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流．
④根据路端电压大小从图象a上找到路端电压为1.5V的点A，连接OA，OA与图b的交点即对应的功率即为实验二外电路消耗的功率．
解答：解：（1）A、硅光电池是利用光电效应将光能转变为电能的一种装置，故A正确；
B、电子吸收光子后并非都向外运动，有的向金属内部运动，故B错误；
C、光电子的最大初动能与入射光的频率有关，随着入射光的频率增大而增大，故C错误；
D、只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，故D错误．
故选A．
（2）①根据原理图得实物图如下所示：

②根据部分电路欧姆定律得：
故答案为：．
③电源的U-I图象的斜率表示其内阻，由图象可知其斜率不断变化因此电源的内阻不是常数，根据图象可知其电动势为2.67V，短路电流为0.295mA
故答案为：不是；0.295（0.293-0.297）；2.67（2.64-2.68）．
④若实验一中路端电压为1.5V时，由图线a可知，I=2.15×10^-4A，即图中的A点，取坐标原点为O，用直线连接OA，则OA的斜率代表该外电路的电阻R_外=R+R，为一定值，直线oa交图b于B点，由图可知B点的坐标为（0.68，9.6×10^-6A），则实验二中测得外电路的功率为：P=UI=0.065mW．
故答案为：0.065（0.060-0.070）．
点评：本题主要考查了在实验中如何利用图线进行数据处理，在测电源电动势和内阻的实验中，明确电源U-I图象和电阻U-I图象的含义和区别．