Question

7．2010年世博会在上海举行，本次世博会大量采用低碳环保技术，太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一．硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定某种硅光电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路，图中与A．串联的定值电阻的阻值为R₀，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验：

（1）闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表A_l、A₂的值I₁，I₂．为了作出此电池的U-I曲线，需要计算出电路的路端电压U，则U=I₁R₀（用题中所给字母表示）；
（2）根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示，该电池的电动势E=2.9V，在流过电流表A₂的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=4.0Ω；
（3）若将该硅光电池两端接上阻值为2Ω的电阻，此时对应的电池内阻r=5.4Ω．（计算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）理想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压．
（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．
（3）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．

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，所以由图可知E=2.9V，在流过电流表A₂的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.9-2.1}{0.2}$=4.0Ω．
  （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．所以r=$\frac{E-U}{I}$=$\frac{2.9-1.6}{0.24}$=5.4Ω．

故本题答案为：（1）I₁R₀；（2）2.9，4.0；（3）5.4．

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，并能正确进行应用．