Question

6．硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件．某同学用如图甲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）若电压表的示数为U₀，则I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．
（2）实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a，如图乙所示，由此可知电池内阻不是（填“是”或“不是”）常数，短路电流为0.295μA，电动势为2.67v
（3）实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，如图乙所示．已知当滑动变阻器的电阻为某值时，实验一中的路端电压为1.5V，则当实验二中滑动变阻器也为该值时外电路消耗的电功率为0.065mW．（计算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据部分电路的欧姆定律可以求出电流大小．
（2）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．
（3）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）电阻两端的电压为U₀；电阻为R₀；
根据部分电路欧姆定律得：$I=\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$
（2）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
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=R₀+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=0.68×9.6×10^-6=6.5×10^-5=0.065mW．
故答案为：（1）$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；（2）不是；0.295；2.67；
（3）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．