题目内容
【题目】硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件.某同学用左所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系.图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表.
(1)请根据题电路图,用笔画线代替导线将图中的实验器材连接成实验电路_________.
(2)若电压表V2的读数为U0,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.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.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).
【答案】 不是 0.295mA 2.67V 0.068mW
【解析】(1)由原理图可得出电路的连接方式,则按实物图的连接方法将各元件相连即可,注意导线不能交叉,导线要接在接线柱上;如下图所示;
(2)由欧姆定律可知,流过R0的电流。
(3)路端电压U=E﹣Ir,若r为常数、则U﹣I图为一条不过原点的直线,由曲线a可知电池内阻不是常数;当U=0时的电流为短路电流约为295μA=0.295mA;当电流I=0时路端电压等于电源电动势E约为2.67V;
(4)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,此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)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,如图所示:
电流和电压分别为I=97μA、U=0.7V,则外电路消耗功率为P=UI=0.068 mW。