Question

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，在一定强度的光照下进行测量，图中与A₁串联的定值电阻的阻值R₀=990．

（1）现有三只电流表：
A、电流表（满偏电流3.0mA，内阻为l0）
B、电流表（量程0-300mA，内阻很小）
C、电流表（量程0一3A，内阻很小）
为减小测量误差，则电流表A₁选

 

A；电流表A₂选

 

（选填元件代号）；
（2）根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示，由图象可知：该电池的电动势E=

 

V，在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=

 

；
（3）若将该硅光电池两端接上阻值为6的电阻，求此时该电阻消耗的功率，简要写出求解过程．（本题答案均保留三位有效数字）

Answer 1

分析：（1）由题意及原理图可知实验中电表的作用，根据量程及内阻可选出电流表；
（2）由闭合电路欧姆定律可得出表达式，由数学关系结合图象可求出电动势和内电阻；
（3）在图中作出电阻的U-I图象，两图象的交点即为工作点，由P=UI可求得消耗的功率．

解答：解：（1）由图可知，A₁与R₀串联充当电压表使用，故要求能知道电流表的内阻，故A₁只能选A；
由图可知，实验中的电流没有超过300mA，故电流表A₂应选取B；
（2）由闭合电路欧姆定律可知：
U=E-Ir，故图中图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，故E=2.90V；
图象的斜率表示电源的内阻，故r=

2.9-2

0.22

=4.0；
（3）在图中作出电阻的U-I图象，两图象的交点即为电阻的工作点；
由图可知，电压U=1.50V；电流I=0.25A；
故P=UI=0.375W；
故答案为：（1）A，B； （2）2.90； 4.0； （3）0.375．

点评：本题要注意电源的内阻及电动势是变化的，故不能直接（2）中求出的电动势代入，应通过图象的形式得出电阻的工作点，再求出功率．