题目内容

【题目】硅光电池是一种可将光能转换为电能的元件.某同学利用图(a)所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系.图中R0=2Ω,电压表、电流表均视为理想电表.(b)(1)用笔线代替导线,将图(b)中的电路补充完整______

2)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,闭合电键S,调节可调电阻的阻值,通过测量得到该电池的U﹣I曲线a,见图(c). 由此可知此时该电池的电动势为___V;若调节可调电阻的阻值,使电流小于200mA,则此时电源内阻为_____Ω

3)实验二:减小实验一中光照的强度,重复实验,测得U﹣I曲线b,见图(c).当可调电阻R的阻值调到某值时,若该电路在实验一中的路端电压为1.5V,则在实验二中变阻器R消耗的功率为_____mW(计算结果保留两位有效数字).

【答案】 如图所示:

2.9 4.0 27 mW

【解析】(1) 分析图a所示实验原理图,根据原理图连接实物电路图,如图所示

(2) 在硅光电池的U-I图象,当I=0,U=E,图线斜率的绝对值表示内阻.由图线a可知E=2.9V,当电流小于200mA的情况下,此电池的内阻r=4.0Ω;

(3) 实验一中的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=0.25mA,连接a中点(0.25mA、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,如右图,

电流和电压分别为I=80mA、U=0.5V,则变阻器R消耗的功率为P=(U-IR0)I=27 mW;

点晴:根据原理图可以画出实物图,注意正负极不要连反了电源的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

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