Question

19．科研所一新型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1所示電路探究該電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系．圖中R₀為已知定值電阻，兩個(gè)電壓表均為理想電壓表．

（1）實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射該電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到該電池的U-I曲線如圖2-甲．由此可知電池的內(nèi)阻不是（是或不是）定值，短路電流為295μA，電動(dòng)勢(shì)為2.6V
（2）實(shí)驗(yàn)二：減小光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到的U-I曲線如圖2-乙．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某一值時(shí)，實(shí)驗(yàn)一中的V₁表的示數(shù)為1.5V，保持該阻值不變，在實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為1.4×10^-4W （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）根據(jù)電路圖完成實(shí)物連接（圖3）．

Answer 1

分析 （1）電池的U-I曲線的斜率表示內(nèi)阻的大小，通過(guò)斜率的變化判斷內(nèi)阻的變化．當(dāng)外電壓為0時(shí)，此時(shí)的電流為短路電流，電流為0時(shí)，外電壓等于電動(dòng)勢(shì)．
（2）由實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U₁=1.5V讀出此時(shí)電路中電流為I₁，將（I₁，U₁）點(diǎn)與原點(diǎn)連成直線，和圖線乙的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的路端電壓和電路電流，求出功率．
（3）根據(jù)電路圖完成實(shí)物連接．

解答 解：（1）電池的U-I曲線的斜率表示內(nèi)阻的大小，圖線斜率的絕對(duì)值在增大，所以內(nèi)阻增大．當(dāng)U=O，I=I_短=295μA，I=0，E=U=2.6V．
（2）實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U₁=1.5V時(shí)電路中電流為I₁=0.21mA，連接a中點(diǎn)（0.21mA、1.5V）和坐標(biāo)原點(diǎn)，此直線外電路電阻（此時(shí)電阻不變）的U-I圖，和圖線b的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的路端電壓和電路電流．
如圖，電流和電壓分別為I=140μA、U=1.0V，則外電路消耗功率為：P=UI=1.4×10^-4 W．
（3）根據(jù)電路圖完成實(shí)物連接：

故答案為：（1）不是； 295；  2.6
（2）1.4×10^-4
（3）如圖

點(diǎn)評(píng) 本題難點(diǎn)在于第（2）問(wèn)，技巧是作出電阻的伏安特性曲線與電源的外特性曲線，兩者的交點(diǎn)即為這電阻接在電源上的工作狀態(tài)．