Question

2011年日本發(fā)生嚴(yán)重核輻射泄露事故，使得人們開始將目光再次投入到更為安全的太陽能技術(shù)上。硅光電池是太陽能電池的一種,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=   (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=    V,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=       Ω；
(3)若將該硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻,此時(shí)對(duì)應(yīng)的電池內(nèi)阻r=     Ω.(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E=2.90V，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=4.00Ω．
（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．
所以r==5.6Ω．
故本題答案為：（1）I₁R₀（2）2.90，4.00（3）5.60
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．