Question

硅光電池在無光照時不產生電能，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．圖中電壓表的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E約為12V，內阻不計．
①根據圖甲，用筆畫線代替導線，將圖乙連接成完整電路．

②用遮光罩罩住硅光電池，閉合開關S，調節變阻器R，讀出電壓表V₁、V₂的示教U₁、U₂．
（ⅰ）某次測量時，電壓表V₁示數如圖丙，則U₁=

 

V，可算出通過硅光電他的反向電流大小為

 

mA（保留兩位小數）．
（ⅱ）該小組測出大量數據，篩選出下表所示的9組U₁、U₂數據，算出相應的硅光電池兩端反向電壓U_X 和通過反向電流I_X（表中“-”表示反向），并在坐標紙上建立I_x-U_x坐標系，標出了與表中前5組U_x、i_x數據對應的5個坐標點．請你標出余下的4個坐標點，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

（ⅲ）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

 

（填“線性”或“非線性”）關系．

Answer 1

分析：根據電路圖畫出實物圖，注意滑動變阻器的分壓式接法．
由歐姆定律可求出電流．根據表中數據標出余下的4個坐標點，用描點法平滑曲線繪出I_X-U_X圖線．

解答：解：①根據圖甲，用筆畫線代替導線，將圖乙連接成完整電路．連線如圖：

②（�。╇妷罕鞻₁示數U₁=1.40V，內阻為R_V=6.0kΩ，由歐姆定律可知通過的電流為I=

U1

Rv

=0.23A．
（ⅱ）根據表中數據標出余下的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．
（ⅲ）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電路連接如圖所示  ②（i）1.40  0.23  （ii）如圖（iii）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；注意分壓接法等基本原理．