Question

7．為測定一硅光電池的電動勢和內(nèi)電阻，某小組設(shè)計了如圖甲的實驗電路，圖中R為滑動變阻器，和是理想電流表，與串聯(lián)的定值電阻的阻值為R₀，現(xiàn)在一定強(qiáng)度的光照下進(jìn)行下述實驗（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

（1）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電流表、的值I₁、I₂，為作出電池的U-I圖象，需要計算出路端電壓U，則U=I₁R₀（用題中所給符號表示）
（2）根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出該硅光電池的U-I圖象如圖乙所示，則該電池的電動勢E=2.90V，在流過的電流小于200mA，此電池的內(nèi)阻r=4.00Ω
（3）若用該光電池為阻值為6Ω的用電器供電，此用電器的功率P=0.338W．

Answer 1

分析 想電流表和定值電阻構(gòu)成一電壓表，可測量外電壓．
在硅光電池的U-I圖象，當(dāng)I=0，U=E，圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻．
通過作圖求解，作出電阻為6Ω它兩端的電壓和通過它電流的圖線，與圖乙中U-I圖線有交點，交點對應(yīng)電壓電流表示硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻時的電壓和電流．則可求得功率

解答 解：（1）理想電流表和定值電阻構(gòu)成一電壓表，可測量外電壓．所以U=I₁R₀．
（2）在硅光電池的U-I圖象，當(dāng)I=0，U=E，圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻．所以E=2.90V，在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下，圖象為直線，圖象的斜率表示內(nèi)阻，此電池的內(nèi)阻r=$\frac{2.9-2.1}{0.2}$=4.00Ω．
（3）作出6Ω定值電阻的U-I圖線，是一條過原點的直線，該直線與圖乙中電源的外電壓和電流圖線有交點，交點對應(yīng)的電壓、電流表示硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻時的電壓和電流．由圖可知，電壓值為2.25V，電流為0.15A；
則功率P=UI=2.25×0.15=0.338W；
3故答案為（1）I₁R₀； （2）2.90； 4.00 （3）0.338

點評 本題考查測定電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理，要求能根據(jù)公式得出圖象中斜率及截距的含義；同時注意對于非線性元件，要注意利用圖象法求解其工作點．