题目内容
2013年12月14日 晚上9点14分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾,并在4分钟后展开太阳能电池帆板。这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆,中国成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。
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(1) 为了达到上述目的,应选用图1中的哪个电路图 (填“甲”或“乙”);
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(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻_____________ (填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为___________
。(保留一位有效数字)
(3)该实验小组在另一实验中先用一强光照射太阳能电池,并用如图3电路调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a。再减小实验中光的强度,用一弱光重复实验,测得U-I曲线b,见图4.当滑动变阻器的电阻为某值时,若曲线a的路端电压为1.5V。则滑动变阻器的测量电阻为
,曲线b外电路消耗的电功率为 W(计算结果保留两位有效数字)。
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(1)甲;(2)很大;1.0×103(3)
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【解析】
试题分析(1)要描绘伏安特性要求测量范围广,故用分压式接法,选甲图,
(2)从图线读出电压值和对应的电流值,就可以算出电阻的数值,所以在小于2V的时候,电阻很大,2.8V的电阻为1.0×103![]()
(3)曲线a的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=210
A,即为强光照射时的工作点,连接该点和坐标原点,此直线为此时对应的外电路电阻的U-I图线,测量电阻为
.此图线和图线b的交点为弱光照射时的工作点,(见答案图)。电流和电压分别为I=97
A、U=0.7V,则外电路消耗功率为P=UI=
W。
考点:描绘伏安特性曲线和电池的伏安特性曲线。
(10分 )如图为某同学“测绘小灯泡伏安特性曲线”的实验电路,小灯泡规格(3.8V,0.3A),各元件均能正常工作。
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(1)该同学按图示连接,两电表都有示数,但电压表示数无法调节到零。由实物连接图可知,连接电路时有问题的器材是 (请选择器材编号)
A.电压表 B.小灯泡 C.滑动变阻器 D.开关
(2)请在答题纸相应位置画出能解决(1)中所存在问题的实验电路图;
(3)解决第(1)中问题后,该同学通过实验测得以下数据,请你据此在答题纸相应位置作出小灯泡电压随电流变化的曲线;
实验次数 物理量 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U / V | 0 | 0.10 | 0.30 | 0.60 | 1.20 | 1.80 | 2.40 |
I / A | 0 | 0.050 | 0.080 | 0.100 | 0.125 | 0.160 | 0.180 |
(4)理论上电压从0逐渐增加到2.5V和从2.5V逐渐减小到0的两个测量过程中,在电压表示数相同时,电流表示数应该略有不同。该同学进行该实验时,正值寒冬,气温很低,发现电压表示数调到相同情况下,所对应的电流表示数几乎一样。请简要分析可能的原因? (写出一条即可)