Question

6．硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件．某同學(xué)用如圖甲所示電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系．圖中R₀為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表．

（1）若電壓表的示數(shù)為U₀，則I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．
（2）實驗一：用一定強度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的U-I曲線a，如圖乙所示，由此可知電池內(nèi)阻不是（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為0.295μA，電動勢為2.67v
（3）實驗二：減小實驗一中光的強度，重復(fù)實驗，測得U-I曲線b，如圖乙所示．已知當滑動變阻器的電阻為某值時，實驗一中的路端電壓為1.5V，則當實驗二中滑動變阻器也為該值時外電路消耗的電功率為0.065mW．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)部分電路的歐姆定律可以求出電流大小．
（2）電源的U-I圖象的斜率表示其內(nèi)阻，根據(jù)斜率的變化可以知道內(nèi)阻的變化情況，圖象與縱軸交點表示電動勢，與橫軸交點表示短路電流．
（3）根據(jù)路端電壓大小從圖象a上找到路端電壓為1.5V的點A，連接OA，OA與圖b的交點即對應(yīng)的功率即為實驗二外電路消耗的功率

解答 解：（1）電阻兩端的電壓為U₀；電阻為R₀；
根據(jù)部分電路歐姆定律得：$I=\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$
（2）電源的U-I圖象的斜率表示其內(nèi)阻，由圖象可知其斜率不斷變化因此電源的內(nèi)阻不是常數(shù)，根據(jù)圖象可知其電動勢為2.67V，短路電流為0.295mA
④若實驗一中路端電壓為1.5V時，由圖線a可知，I=2.15×10^-4A，即圖中的A點，取坐標原點為O，用直線連接OA，則OA的斜率代表該外電路的電阻R_外=R₀+R，為一定值，直線oa交圖b于B點，由圖可知B點的坐標為（0.68，9.6×10^-6A），則實驗二中測得外電路的功率為：P=UI=0.68×9.6×10^-6=6.5×10^-5=0.065mW．
故答案為：（1）$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；（2）不是；0.295；2.67；
（3）0.065（0.060-0.070）．

點評 本題主要考查了在實驗中如何利用圖線進行數(shù)據(jù)處理，在測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，明確電源U-I圖象和電阻U-I圖象的含義和區(qū)別．