Question

7．2010年世博會(huì)在上海舉行，本次世博會(huì)大量采用低碳環(huán)保技術(shù)，太陽(yáng)能電池用作照明電源是其中的亮點(diǎn)之一．硅光電池是太陽(yáng)能電池的一種，某同學(xué)為了測(cè)定某種硅光電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路，圖中與A．串聯(lián)的定值電阻的阻值為R₀，電流表視為理想電表，在一定強(qiáng)度的光照下進(jìn)行下述實(shí)驗(yàn)：

（1）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電流表A_l、A₂的值I₁，I₂．為了作出此電池的U-I曲線，需要計(jì)算出電路的路端電壓U，則U=I₁R₀（用題中所給字母表示）；
（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，該電池的電動(dòng)勢(shì)E=2.9V，在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下，此電池的內(nèi)阻r=4.0Ω；
（3）若將該硅光電池兩端接上阻值為2Ω的電阻，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電池內(nèi)阻r=5.4Ω．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （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．
（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．
（3）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．

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，所以由圖可知E=2.9V，在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下，此電池的內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.9-2.1}{0.2}$=4.0Ω．
  （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．所以r=$\frac{E-U}{I}$=$\frac{2.9-1.6}{0.24}$=5.4Ω．

故本題答案為：（1）I₁R₀；（2）2.9，4.0；（3）5.4．

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，并能正確進(jìn)行應(yīng)用．