Question

14．硅光电池在无光照射时不产生电能，可视为一电子元件．某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点），探究其在无光照时的反向伏安特性．图中电压表V₁量程选用3V，内阻为6.0kΩ；电压表V₂量程选用15V，内阻约为30kΩ；R₀为保护电阻；直流电源电动势约为12V，内阻不计．用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V₁、V₂的示数U₁、U₂．

（1）某次测量时，电压表V₁示数如图乙，则U₁=1.40V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为0.23mA（保留两位小数）．
（2）该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U₁、U₂数据，算出相应的硅光电池两端反向电压U_x和通过的反向电流I_x（图中“-”表示反向），并在坐标纸上建立I_x-U_x坐标系，请你标出坐标点，并绘出I_x-U_x图线．

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
U1/V	0.00	0.00	0.06	0.12	0.24	0.42	0.72	1.14	1.74
U1/V	0.0	1.0	2.1	3.1	4.2	5.4	6.7	8.1	9.7
Ux/V	0.0	-1.0	-2.0	-3.0	-4.0	-5.0	-6.0	-7.0	-8.0
Ix/mA	-0.00	-0.00	-0.01	-0.02	-0.04	-0.07	-0.12	-0.19	-0.29

（3）由I_x-U_x图线知，硅光电池无光照下加反向电压时，I_x与U_x成非线性（填“线性”或“非线性”）关系．

Answer 1

分析 （1）根据电压表的读数方法可得出对应的读数； 由欧姆定律可求出电流．
（2）根据表中数据标出余下的4个坐标点，用描点法平滑曲线绘出I_X-U_X图线．
（3）根据图象的性质可明确是否为线性关系．

解答 解：（1）电压表最小分度为0.1V； 故电压表V₁示数U₁=1.40V，内阻为R_V=6.0kΩ，由欧姆定律可知通过的电流为I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{v}}$=$\frac{1.40}{6.0×1{0}^{3}}$=0.23mA．
（2）根据表中数据标出余下的4个坐标点，用描点法平滑曲线绘出I_X-U_X图线如图所示．
（3）由I_x-U_x图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，I_x与U_x成非线性关系．
故答案为：（1）1.40； 0.23； （2）如图所示； （3）非线性

点评 本题考查了伏安特性曲线，综合性较强，要求学生能全面掌握实验知识；要注意明确伏安特性曲线的描绘方法以及图象的分析方法．