Question

7．為測(cè)定一硅光電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，某小組設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)電路，圖中R為滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)（計(jì)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(dòng)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(jì)算出路端電壓U，則U=I₁R₀（用題中所給符號(hào)表示）
（2）根據(jù)測(cè)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(dòng)勢(shì)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(cè)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(duì)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(diǎn)，交點(diǎn)對(duì)應(yīng)電壓電流表示硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻時(shí)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(cè)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(duì)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(diǎn)的直線，該直線與圖乙中電源的外電壓和電流圖線有交點(diǎn)，交點(diǎn)對(duì)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(shí)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(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)定電動(dòng)勢(shì)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(shí)注意對(duì)于非線性元件，要注意利用圖象法求解其工作點(diǎn)．