Question

硅光電池是一種可將光能轉化為電能的元件．某同學利用圖（甲）所示電路探究某硅光電池的路端電壓U與電流I的關系．圖中定值電阻R=2Ω，電壓表、電流表均可視為理想電表．
①用“筆畫線”代替導線，根據電路圖，將圖（乙）中的實物電路補充完整．

②實驗一：用一定強度的光照射硅光電池，閉合電鍵S，調節可調電阻R的阻值，通過測量得到該電池的U-I曲線a（見圖丙）．則由圖象可知，當電流小于200mA時，該硅光電池的電動勢為______V，內阻為______Ω．
③實驗二：減小光照強度，重復實驗，通過測量得到該電池的U-I曲線b（見圖丙）．當可調電阻R的阻值調到某值時，若該電路的路端電壓為1.5V，由曲線b可知，此時可調電阻R的電功率約為______W．

Answer 1

【答案】分析：①根據原理圖可以畫出實物圖，注意正負極不要連反了．
②電源的U-I圖象的斜率表示其內阻，根據斜率的變化可以知道內阻的變化情況，圖象與縱軸交點表示電動勢，與橫軸交點表示短路電流．
③由圖象b找到路端電壓為1.5V的電路電流，由歐姆定律及串聯電路特點求出可調電阻阻值，然后由P=I²R求出可調電阻消耗的電功率．
解答：解：①分析圖甲所示實驗原理圖，根據原理圖連接實物電路圖，如圖所示．
②在硅光電池的U-I圖象，當I=0，U=E，圖線斜率的絕對值表示內阻．由圖線a可知E=2.90V，當電流小于200mA的情況下，此電池的內阻r=4.00Ω．
③由圖線b可知，在實驗二中當路端電壓為1.5V時，電路電流
I=60mA=0.06A，由歐姆定律可知，此時外電阻R_外===25Ω，可調電阻阻值R=R_外-R=25Ω-2Ω=23Ω，
可調電阻消耗的電功率P=I²R=（0.06A）²×23Ω=0.0828W．
故答案為：①實物連接圖如圖所示；②2.90；4.0；③0.0828．
點評：本題主要考查了在實驗中如何利用圖線進行數據處理，在測電源電動勢和內阻的實驗中，明確電源U-I圖象和電阻U-I圖象的含義和區別．