Question

（9分）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用图1所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R₀为已知定值电阻，电压表视为理想电压表。

①     请根据图1，用笔画线代替导线将题图2中的实验器材连接成实验电路。

②若电压表的读数为，

则I＝         mA；

③实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。见下图，由此可知电池内阻          （填“是”或“不是”）常数，短路电流为        mA ，电动势为        V。

④实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见题22图4.当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率为         mW（计算结果保留两位有效数字）。

Answer 1

①见答案图；②；③不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)；④0.065(0.060-0.070)

解析：①见图；②根据欧姆定律可知I＝；③路端电压U＝E－Ir，若r为常数、则U-I图为一条不过原点的直线，由曲线a可知电池内阻不是常数；当U＝0时的电流为短路电流、约为295μA＝0.295mA；当电流I＝0时路端电压等于电源电动势E、约为2.67V；④实验一中的路端电压为U₁＝1.5V时电路中电流为I₁＝0.21mA，连接a中点（0.21mA、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，如图,电流和电压分别为I＝97μA、U＝0.7V,则外电路消耗功率为P＝UI＝0.068 mW。