Question

7．2010年世博會在上海舉行，本次世博會大量采用低碳環(huán)保技術，太陽能電池用作照明電源是其中的亮點之一．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(jié)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=I₁R₀（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=2.9V，在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下，此電池的內阻r=4.0Ω；
（3）若將該硅光電池兩端接上阻值為2Ω的電阻，此時對應的電池內阻r=5.4Ω．（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，所以由圖可知E=2.9V，在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下，此電池的內阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.9-2.1}{0.2}$=4.0Ω．
  （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=$\frac{E-U}{I}$=$\frac{2.9-1.6}{0.24}$=5.4Ω．

故本題答案為：（1）I₁R₀；（2）2.9，4.0；（3）5.4．

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，并能正確進行應用．