Question

【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）．

Answer 1

【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。