Question

10．太阳能是一种清洁、“绿色”能源，在我国上海举办的2010年世博会，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性．所用的器材包括：
A、太阳能电池；
B、电池组E：电动势E=3V，内阻不计；
C、电流表A₁：量程0.6A，内阻约为1Ω；
D、电流表A₂：量程10mA，内阻约为0.5Ω；
E、电压表V：量程3V，内阻约为5kΩ；
F、滑动变阻器R₁，（阻值范围0～20Ω，额定电流为0.6A）；
G、滑动变阻器R₂，（阻值范围0～1000Ω，额定电流为0.6A）；
H、电键、导线若干．

（1）为了提高实验结果的准确程度，电流表应选D；滑动变阻器应选F（填写器材前面字母代号）；
（2）为了达到上述目的，请将图甲连成一个完整的实验电路图；
（3）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I-U图象．由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻很大　（填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为1000Ω．
（4）此实验用了图象法处理数据优点是直观，但是不能减少或者消除系统误差（填“偶然误差”或“系统误差”），产生误差的主要原因是：电压表的分流．

Answer 1

分析 （1）根据图中电流值可确定电流表，根据实验原理分析滑动变阻器的使用方法，从而确定应选择的变阻器；
（2）根据实验原理确定电路图；
（3）根据I-U图象的性质分析电阻的变化，并由欧姆定律求出电阻；
（4）根据图象法的意义可明确能否消除的误差，明确误差来源．

解答 解：（1）、由图可知，测量电流最大约为5mA，故电流表应选择10mA的量程，故选D；由于电压从零开始变化，因此应采用分压接法，故滑动变阻器应选用总电阻较小的F；
（2）根据根据实验原理可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法，电路图如图．
（3）、由R=$\frac{U}{I}$知，I-U图象的斜率倒数等于电阻，可知电阻很大，当电压为2.8V时电流约为2.8mA，故此时电阻为：
r=$\frac{2.8}{2.8×1{0}^{-3}}$Ω=1000Ω．
（4）图象法可以减小因为读数带来的偶然误差；但是对于由于电路选择等引起的系统误差却不能减小；本实验中由于电压表分流而使电流表示数偏大．
故答案为：（1）D；F（2）如图；（3）很大；1000；（4）系统误差；电压表分流．

点评 本题考查伏安法测电阻的实验，要注意明确太阳能电池没有电能，故作用电阻处理，测量其对应的伏安特性曲线的性质，要求能灵活分析图象的性质，明确图象给出的信息是解题的关键．