Question

（9分）硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。某同學(xué)用圖1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     請(qǐng)根據(jù)圖1，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將題圖2中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。

②若電壓表的讀數(shù)為，

則I＝         mA；

③實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過(guò)測(cè)量得到該電池的U-I曲線a。見(jiàn)下圖，由此可知電池內(nèi)阻          （填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為        mA ，電動(dòng)勢(shì)為        V。

④實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得U-I曲線b，見(jiàn)題22圖4.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V。則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為         mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

①見(jiàn)答案圖；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見(jiàn)圖；②根據(jù)歐姆定律可知I＝；③路端電壓U＝E－Ir，若r為常數(shù)、則U-I圖為一條不過(guò)原點(diǎn)的直線，由曲線a可知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；當(dāng)U＝0時(shí)的電流為短路電流、約為295μA＝0.295mA；當(dāng)電流I＝0時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)E、約為2.67V；④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)，此直線為此時(shí)對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器阻值的外電路電阻（定值電阻）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＝97μA、U＝0.7V,則外電路消耗功率為P＝UI＝0.068 mW。