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11.太空探测器在探索宇宙过程中,由太阳能电池板给它提供能源.光明中学物理实验室有一块太阳能电池板,当有光照射它时(作为电源),其路端电压与总电流的关系图象如图甲中的曲线①所示;若没有光照射它时,相当于一个只有电阻的电学器件,无电动势.物理实验探究小组用“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验方法,探究该太阳能电池板在没有光照射时的伏安特性曲线,利用电压表(内阻约3kΩ)、电流表(内阻约100Ω)测得的多组数据在图甲中描出了各点,并用平滑曲线连接得到曲线②.则:

(1)分析曲线②可知,该电池板作为电阻器件时的阻值随通过电流的增大而减小(填“增大”或“减小”),若所设计的电路如图乙所示,实验时应将图乙中电压表另一端a接在b点(填“b”或“C”);
(2)图乙电路中a端接好后还少接了一条导线,请在图乙中(用笔代替导线)画出;
(3)分析曲线①可知,该电池板作为电源时的电动势约为2.80V,若把它与阻值为1kΩ的定值电阻连接构成一个闭合电路,在有光照射的情况下,该太阳能电池板的效率约为64% (计算结果保留两位有效数字).

分析 (1)由伏安特性曲线可知电阻的变化,根据实验中给出的数据分析电流表的接法;
(2)根据实验原理明确滑动变阻器应采用分压接法,从而得出对应的图线;
(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)U-I图象中图象的斜率表示电阻,由图象可知,电阻随着电流的增大而减小;
因导体电阻较大,故电流表应采用内接法;故a端应接到b点;
(2)由题意可知,本实验采用滑动变阻器的分压接法,缺少的导线如图所示;
(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η=$\frac{1.8}{2.8}$×100%=64%;
故答案为:(1)减小;b;(2)如图;(3)2.8;64.

点评 本题考查电源电动势的测量及伏安法测电阻;要注意明确图象法的正确应用,能根据图象确定元件的工作状态.

练习册系列答案
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