题目内容

6．太阳能电池板在有光照射时，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，某实验小组根据描绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照射时（没有储存电能）的I-U特性曲线，所用的器材包括：太阳能电池板，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．
Ⅰ．为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图a（填“a”或“b”）．
Ⅱ．该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I-U图象．由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻很大（选填“很大”或“很小”）：当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为1kΩ．
Ⅲ．当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为2.8V．若把它与阻值为1KΩ的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射时，该电池板的效率是64%．（结果保留三位有效数字）

分析 （1）电压电流需从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法，分析电路图选出所需实验电路．
（2）根据电压和电流的大小，通过欧姆定律判断电阻的大小．当电压为2.80V时，读出此时的电流，根据欧姆定律求出电阻的大小．
（3）根据伏安特性曲线的性质可明确电源的电动势，再根据闭合电路欧姆定律可求得电池板的效率

解答 解：（1）测绘伏安特性曲线，电压和电流需从零开始测起，滑动变阻器采用分压式接法，应选图a所示实验电路．
（2）由I=$\frac{U}{R}$，得电阻阻值R=$\frac{U}{I}$，由图2所示图象可知，在电压小于2.00V时，电流I很小，所以太阳能电池的电阻很大．
由图乙所示图象可知，当电压为2.80V时，电流I=2.80×10-3A，电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.80}{2.80×1{0}^{-3}}$=1kΩ．
（3）由图可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故电动势为2.8V；
若与1kΩ的电阻连接构成一个闭合电路；在U-I图中作出对应的电阻的伏安特性曲线，如图所示；图象的交点为电源的工作点，则由图可知电源的工作电压为1.8V，则电源的效率为：
η=$\frac{1.8}{2.8}$×100%=64%；
故答案为：（1）a；（2）很大，1；（3）2.8，64

点评 本题考查灯泡伏安特性曲线的实验；解决本题的关键知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别，以及会通过欧姆定律判断电阻的大小．要掌握应用图象法解题的方法．

练习册系列答案
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17．王小刚利用暑假时间学习汽车驾驶，他偷偷把教练车开到学校运动场上进行练习．已知运动场弯道半径为36m，跑道与汽车轮胎间的动摩擦因数为0.4（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则汽车安全通过弯道的速度不能超过（　　）
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14．在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．
若测得木板每次移动距离x=20.00cm，A、B间距离y1=5.02cm，B、C间距离y2=15.02cm．请回答以下问题（g=10.00m/s2）
（1）实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹，进行这一步骤时应注意：每次都应使小球从斜槽上紧靠档板处由静止释放，
斜槽的末端需水平
（2）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$．（用题中所给字母表示）
（3）小球初速度的值为v0=2 m/s．
1．如图，足够长的木板B质量M=2kg静止于光滑水平面上，B的右边有竖直墙壁，现有一质量m=1kg的小物体A（可视为质点），以速度v0=6.5m/s从B的左端水平滑上B，已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2，B与竖直墙壁只发生一次碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，最终A、B以v=0.5m/s的速度一起向左运动，求：
（i）B与墙壁碰撞前瞬间的速度大小；
（ii）长木板B原来静止时到墙的距离x．（g取10m/s2）
11．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，打点计时器在重物托着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1）下列列举了该实验的几个操作步骤
A．按照图1所示的装置安装器件；
B．将打点计时器接上交流电源上；
C．用天平测量出重物的质量；
D．先接通电源，再松手释放纸带；
E．选择合适的纸带，测量打出的纸带上某点到第一点之间的距离；
F．根据v2=2gh，算出所研究点的瞬时速度；
G．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
上述操作中没有必要进行的或者错误的步骤有CF（填入相应的字母）．
（2）若实验中所用重物质量为1.00kg，打出的纸带如图2所示（O点为开始下落点，O点与A点间其他点未画出），对应数值表示该点到O点的距离，打点的时间间隔为0.02s，则从O点开始下落起至B点，动能的增加量△Ek=4.50J．（结果取3位有效数字）
（3）在误差允许的范围内，若重力势能的减少量△Ep与动能的增加量△Ek近似相等，即可验证机械能守恒定律，实验中即使没有明显错误，也总能得到△Ep＞△Ek（选填“＞”“＜”或“=”），造成这种系统误差的原因是运动过程中受到阻力．
18．在“研究平抛运动”的实验中：
（1）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是B
A．保证小球飞出时的速度既不太大，也不太小
B．保证小球飞出时，初速度水平
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学在做平抛物体的运动实验时，由于忘记下斜槽末端的位置O，只描绘出了小球的一段运动轨迹，A为物体运动一段时间后的位置，根据如图所示图象，求出物体平抛初速度大小为1.0m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）
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D．氢原子最多能发射3种波长不同的光

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