Question

14．硅光電池在無光照射時不產生電能，可視為一電子元件．某實驗小組設計如圖甲電路，給硅光電池加反向電壓（硅光電池負極接高電勢點，正極接低電勢點），探究其在無光照時的反向伏安特性．圖中電壓表V₁量程選用3V，內阻為6.0kΩ；電壓表V₂量程選用15V，內阻約為30kΩ；R₀為保護電阻；直流電源電動勢約為12V，內阻不計．用遮光罩罩住硅光電池，閉合開關S，調節(jié)變阻器R，讀出電壓表V₁、V₂的示數(shù)U₁、U₂．

（1）某次測量時，電壓表V₁示數(shù)如圖乙，則U₁=1.40V，可算出通過硅光電池的反向電流大小為0.23mA（保留兩位小數(shù)）．
（2）該小組測出大量數(shù)據(jù)，篩選出下表所示的9組U₁、U₂數(shù)據(jù)，算出相應的硅光電池兩端反向電壓U_x和通過的反向電流I_x（圖中“-”表示反向），并在坐標紙上建立I_x-U_x坐標系，請你標出坐標點，并繪出I_x-U_x圖線．

	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圖線知，硅光電池無光照下加反向電壓時，I_x與U_x成非線性（填“線性”或“非線性”）關系．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電壓表的讀數(shù)方法可得出對應的讀數(shù)； 由歐姆定律可求出電流．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)標出余下的4個坐標點，用描點法平滑曲線繪出I_X-U_X圖線．
（3）根據(jù)圖象的性質可明確是否為線性關系．

解答 解：（1）電壓表最小分度為0.1V； 故電壓表V₁示數(shù)U₁=1.40V，內阻為R_V=6.0kΩ，由歐姆定律可知通過的電流為I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{v}}$=$\frac{1.40}{6.0×1{0}^{3}}$=0.23mA．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)標出余下的4個坐標點，用描點法平滑曲線繪出I_X-U_X圖線如圖所示．
（3）由I_x-U_x圖線可知，硅光電池無光照下加反向電壓時，I_x與U_x成非線性關系．
故答案為：（1）1.40； 0.23； （2）如圖所示； （3）非線性

點評 本題考查了伏安特性曲線，綜合性較強，要求學生能全面掌握實驗知識；要注意明確伏安特性曲線的描繪方法以及圖象的分析方法．