Question

7．为测定一硅光电池的电动势和内电阻，某小组设计了如图甲的实验电路，图中R为滑动变阻器，和是理想电流表，与串联的定值电阻的阻值为R₀，现在一定强度的光照下进行下述实验（计算结果保留3位有效数字）

（1）闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表、的值I₁、I₂，为作出电池的U-I图象，需要计算出路端电压U，则U=I₁R₀（用题中所给符号表示）
（2）根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示，则该电池的电动势E=2.90V，在流过的电流小于200mA，此电池的内阻r=4.00Ω
（3）若用该光电池为阻值为6Ω的用电器供电，此用电器的功率P=0.338W．

Answer 1

分析 想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压．
在硅光电池的U-I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．
通过作图求解，作出电阻为6Ω它两端的电压和通过它电流的图线，与图乙中U-I图线有交点，交点对应电压电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流．则可求得功率

解答 解：（1）理想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压．所以U=I₁R₀．
（2）在硅光电池的U-I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．所以E=2.90V，在流过电流表A₂的电流小于200mA的情况下，图象为直线，图象的斜率表示内阻，此电池的内阻r=$\frac{2.9-2.1}{0.2}$=4.00Ω．
（3）作出6Ω定值电阻的U-I图线，是一条过原点的直线，该直线与图乙中电源的外电压和电流图线有交点，交点对应的电压、电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流．由图可知，电压值为2.25V，电流为0.15A；
则功率P=UI=2.25×0.15=0.338W；
3故答案为（1）I₁R₀； （2）2.90； 4.00 （3）0.338

点评 本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义；同时注意对于非线性元件，要注意利用图象法求解其工作点．