试题

硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件．某同学用题图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）请根据题图1，用笔画线代替导线将题图2中的实验器材连接成实验电路．

（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．见题图3，由此可知电池内阻 （填“是”或“不是”）常数，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，见图3．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．保持滑动变阻器阻值不变，则实验二中外电路此时消耗的电功率为mW（计算结果保留两位有效数字）．

解：（1）按电流流向法，从电源的正极出发，依次串联开关、滑动变阻器、电阻R₀回到负极，最后把电压表V₂并联在R₀两端，V₁并联在滑动变阻器和R₀两端即可；要注意电流从电压表的正接线柱流入负接线柱流出，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中．如下图所示：

（2）路端电压U=E-Ir，若r为常数、则U-I图为一条不过原点的直线，由曲线a可知电池内阻不是常数；
由图a可知：当电流I=0时，路端电压等于电源电动势E约为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≈0.07mW．
故答案为：（1）如上图所示；（2）不是；2.67；（3）0.07．