Question

硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的，可以利用太陽(yáng)光產(chǎn)生電的器件．
（1）下列表述正確的是______
（A）硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置
（B）硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出
（C）逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無(wú)關(guān)
（D）任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)
（2）某同學(xué)用圖示電路探究硅光電池路端電壓U與總電流I的關(guān)系．圖中R為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表．
①請(qǐng)根據(jù)圖（a）用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖（b）中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路．

②若電壓表V₂的讀數(shù)為U，則I=______．
③實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過(guò)測(cè)量得到該電池的U-I曲線a．如圖所示，由此可知電池內(nèi)阻______（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為_(kāi)_____mA，電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_____V．

④實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得U-I曲線b，如圖．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V，保持外電路中電阻不變，則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為_(kāi)_____mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】分析：（1）考查了光電效應(yīng)的產(chǎn)生產(chǎn)生以及光電子的最大初動(dòng)能問(wèn)題，根據(jù)光電效應(yīng)方程可直接求解．
（2）①根據(jù)原理圖可以畫(huà)出實(shí)物圖，注意正負(fù)極不要連反了．
②根據(jù)部分電路的歐姆定律可以求出電流大小．
③電源的U-I圖象的斜率表示其內(nèi)阻，根據(jù)斜率的變化可以知道內(nèi)阻的變化情況，圖象與縱軸交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)表示短路電流．
④根據(jù)路端電壓大小從圖象a上找到路端電壓為1.5V的點(diǎn)A，連接OA，OA與圖b的交點(diǎn)即對(duì)應(yīng)的功率即為實(shí)驗(yàn)二外電路消耗的功率．
解答：解：（1）A、硅光電池是利用光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置，故A正確；
B、電子吸收光子后并非都向外運(yùn)動(dòng)，有的向金屬內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，隨著入射光的頻率增大而增大，故C錯(cuò)誤；
D、只有當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤．
故選A．
（2）①根據(jù)原理圖得實(shí)物圖如下所示：

②根據(jù)部分電路歐姆定律得：
故答案為：．
③電源的U-I圖象的斜率表示其內(nèi)阻，由圖象可知其斜率不斷變化因此電源的內(nèi)阻不是常數(shù)，根據(jù)圖象可知其電動(dòng)勢(shì)為2.67V，短路電流為0.295mA
故答案為：不是；0.295（0.293-0.297）；2.67（2.64-2.68）．
④若實(shí)驗(yàn)一中路端電壓為1.5V時(shí)，由圖線a可知，I=2.15×10^-4A，即圖中的A點(diǎn)，取坐標(biāo)原點(diǎn)為O，用直線連接OA，則OA的斜率代表該外電路的電阻R_外=R+R，為一定值，直線oa交圖b于B點(diǎn)，由圖可知B點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.68，9.6×10^-6A），則實(shí)驗(yàn)二中測(cè)得外電路的功率為：P=UI=0.065mW．
故答案為：0.065（0.060-0.070）．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了在實(shí)驗(yàn)中如何利用圖線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，明確電源U-I圖象和電阻U-I圖象的含義和區(qū)別．