Question

6．太陽能電池板在有光照射時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件，某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽能電池板在沒有光照射時(shí)（沒有儲(chǔ)存電能）的I-U特性曲線，所用的器材包括：太陽能電池板，電源E，電流表A，電壓表V，滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
Ⅰ．為了達(dá)到上述目的，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖甲中的圖a（填“a”或“b”）．
Ⅱ．該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖乙的I-U圖象．由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00V時(shí)，太陽能電池板的電阻很大（選填“很大”或“很小”）：當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，太陽能電池板的電阻為1kΩ．
Ⅲ．當(dāng)有光照射時(shí)，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與總電流的關(guān)系如圖丙所示，分析該曲線可知，該電池板作為電源時(shí)的電動(dòng)勢為2.8V．若把它與阻值為1KΩ的電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，在有光照射時(shí)，該電池板的效率是64%．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）電壓電流需從零開始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，分析電路圖選出所需實(shí)驗(yàn)電路．
（2）根據(jù)電壓和電流的大小，通過歐姆定律判斷電阻的大�。�當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，讀出此時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻的大�。�
（3）根據(jù)伏安特性曲線的性質(zhì)可明確電源的電動(dòng)勢，再根據(jù)閉合電路歐姆定律可求得電池板的效率

解答 解：（1）測繪伏安特性曲線，電壓和電流需從零開始測起，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，應(yīng)選圖a所示實(shí)驗(yàn)電路．
（2）由I=$\frac{U}{R}$，得電阻阻值R=$\frac{U}{I}$，由圖2所示圖象可知，在電壓小于2.00V時(shí)，電流I很小，所以太陽能電池的電阻很大．
由圖乙所示圖象可知，當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，電流I=2.80×10^-3A，電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.80}{2.80×1{0}^{-3}}$=1kΩ．
（3）由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢，故電動(dòng)勢為2.8V；
若與1kΩ的電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路；在U-I圖中作出對(duì)應(yīng)的電阻的伏安特性曲線，如圖所示；圖象的交點(diǎn)為電源的工作點(diǎn)，則由圖可知電源的工作電壓為1.8V，則電源的效率為：
η=$\frac{1.8}{2.8}$×100%=64%；
故答案為：（1）a；（2）很大，1；（3）2.8，64

點(diǎn)評(píng) 本題考查燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)；解決本題的關(guān)鍵知道滑動(dòng)變阻器分壓式和限流式接法的區(qū)別，以及會(huì)通過歐姆定律判斷電阻的大小．要掌握應(yīng)用圖象法解題的方法．