Question

硅光電池是一種可將光能轉換為電能的器件．某同學用如圖所示電路研究硅光電池的伏安特性曲線．圖中R₀為已知定值電阻，兩個電壓表均視為理想電壓表．

（ⅰ）實驗一：用一定強度的光照射硅光電池，調節滑動變阻器，通過測量和計算得到該電池的U-I曲線如圖甲．由此可知電池的內阻隨電流的增大而

增大

（填：增大，減小，不變），短路電流為

295

μA，電動勢為

2.6

V．
（ⅱ）實驗二：減小光的強度，重復實驗，得到的U-I曲線如圖乙．當滑動變阻器的電阻為某一值時，實驗一中的V₁表的示數為1.5V，保持該阻值不變，在實驗二中外電路消耗的電功率為

0.14

mW （結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（ⅰ）電池的U-I曲線的斜率表示內阻的大小，通過斜率的變化判斷內阻的變化．當外電壓為0時，此時的電流為短路電流，電流為0時，外電壓等于電動勢．
（ⅱ）由實驗一中的路端電壓為U₁=1.5V讀出此時電路中電流為I₁，將（I₁，U₁）點與原點連成直線，和圖線乙的交點為實驗二中的路端電壓和電路電流，求出功率．

解答：解：（ⅰ）電池的U-I曲線的斜率表示內阻的大小，圖線斜率的絕對值在增大，所以內阻增大．當U=O，I=I_短=295μA，I=0，E=U=2.6V．
（ⅱ）實驗一中的路端電壓為U₁=1.5V時電路中電流為I₁=0.21mA，連接a中點（0.21mA、1.5V）和坐標原點，此直線外電路電阻（此時電阻不變）的U-I圖，和圖線b的交點為實驗二中的路端電壓和電路電流．
     如圖，電流和電壓分別為I=140μA、U=1.0V，則外電路消耗功率為P=UI=0.14 mW．
故答案為：（ⅰ） 增大        295       2.6    （ⅱ） 0.14

點評：本題難點在于第（2）問，技巧是作出電阻的伏安特性曲線與電源的外特性曲線，兩者的交點即為這電阻接在電源上的工作狀態．