Question

2011年日本發生嚴重核輻射泄露事故，使得人們開始將目光再次投入到更為安全的太陽能技術上。硅光電池是太陽能電池的一種,某同學為了測定某種硅光電池的電動勢和內電阻,設計了如圖甲所示電路,圖中與A.串聯的定值電阻的阻值為R₀,電流表視為理想電表,在一定強度的光照下進行下述實驗:

(1)閉合開關,調節滑動變阻器,讀出電流表A_l、A₂的值I₁,I₂.為了作出此電池的U-I曲線,需要計算出電路的路端電壓U,則U=   (用題中所給字母表示)；
(2)根據測量數據作出該硅光電池的U-I圖象如圖乙所示,該電池的電動勢E=    V,在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下,此電池的內阻r=       Ω；
(3)若將該硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻,此時對應的電池內阻r=     Ω.(計算結果保留兩位有效數字)

Answer 1

分析：（1）理想電流表和定值電阻構成一電壓表，可測量外電壓．
（2）在硅光電池的U-I圖象，當I=0，U=E，圖線斜率的絕對值表示內阻．
（3）通過作圖求解，作出電阻為6Ω它兩端的電壓和通過它電流的圖線，與圖乙中U-I圖線有交點，交點對應電壓電流表示硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻時的電壓和電流．
解答：解：（1）理想電流表和定值電阻構成一電壓表，可測量外電壓．所以U=I₁R₀．
（2）在硅光電池的U-I圖象，當I=0，U=E，圖線斜率的絕對值表示內阻．所以E=2.90V，在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下，此電池的內阻r=4.00Ω．
（3）作出6Ω定值電阻的U-I圖線，是一條過原點的直線，該直線與圖乙中電源的外電壓和電流圖線有交點，交點對應的電壓、電流表示硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻時的電壓和電流．
所以r==5.6Ω．
故本題答案為：（1）I₁R₀（2）2.90，4.00（3）5.60
點評：本題考查測定電動勢和內電阻的數據處理，要求能根據公式得出圖象中斜率及截距的含義．