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硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件,某同学用图1所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系,图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表.(1)若电压表V2的读数为U0,
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硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件,某同学用图1所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系,图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表.
(1)若电压表V2的读数为U0,则I=
.
(2)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a,见图2,由此可知电池内阻______(填“是”或“不是”)常数,短路电流为______mA,电动势为______V.
(3)实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U-I曲线b,见下图.当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V,则实验二中外电路消耗的电功率为______mW(计算结果保留两位有效数字).
(1)若电压表V2的读数为U0,则I=
U0 |
R0 |
U0 |
R0 |
(2)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a,见图2,由此可知电池内阻______(填“是”或“不是”)常数,短路电流为______mA,电动势为______V.
(3)实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U-I曲线b,见下图.当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V,则实验二中外电路消耗的电功率为______mW(计算结果保留两位有效数字).
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答案和解析
(1)由部分电路的欧姆定律有I=
(2)根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,电池的U-I曲线的斜率大小等于电源的内阻,纵轴截距等于电池的电动势,由图看出,该电池的U-I图线是曲线,则知短路电流为0.295mA.该电池的内阻不是常数,电动势为E=2.67V.
(3)实验一中的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=0.21mA,连接a中的点(0.21mA、1.5V)和坐标原点,
此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)的U-I图,和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流,由b可知:电流和电压分别为I=97μA、U=0.7V,
则外电路消耗功率为P=UI=97×10-3mA×0.7V≈0.070mW.
答案:(1)
(2)不是 0.295,2.67
(3)0.070
U0 |
R0 |
(2)根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,电池的U-I曲线的斜率大小等于电源的内阻,纵轴截距等于电池的电动势,由图看出,该电池的U-I图线是曲线,则知短路电流为0.295mA.该电池的内阻不是常数,电动势为E=2.67V.
(3)实验一中的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=0.21mA,连接a中的点(0.21mA、1.5V)和坐标原点,
此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)的U-I图,和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流,由b可知:电流和电压分别为I=97μA、U=0.7V,
则外电路消耗功率为P=UI=97×10-3mA×0.7V≈0.070mW.
答案:(1)
U0 |
R0 |
(2)不是 0.295,2.67
(3)0.070
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