Question

現(xiàn)有一個(gè)電阻元件Z，可能是由金屬材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而增大，也可能是由某種半導(dǎo)體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減小�，F(xiàn)用圖示電路對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，其中R為定值電阻，電源電壓可調(diào)，實(shí)驗(yàn)中從0開(kāi)始逐漸增大電源電壓，測(cè)得通過(guò)Z的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)如下表所示：

 

利用這些數(shù)據(jù)繪出Z的I－U曲線如圖所示。請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)和圖線解決下列問(wèn)題：

（1）Z是由   （金屬/半導(dǎo)體） 材料制成的。當(dāng)Z兩端電壓為1.5V時(shí)，Z消耗的電功率  W；

（2）當(dāng)電源電壓為U=3.5V時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.20A，求定值電阻R的阻值；

（3）在Z的I－U坐標(biāo)圖中作出電阻R的I－U圖像，并根據(jù)電阻元件Z和定值電阻R的I－U圖像分析，當(dāng)電源電壓調(diào)到某一適當(dāng)值時(shí)，元件Z與定值電阻R消耗的電功率相等，求此時(shí)的電源電壓。

 

Answer 1

【答案】

（1）金屬  0.27 （各1分）（2）5Ω（3） 1V

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖像可知：

當(dāng)電壓逐漸升高，電流的增長(zhǎng)逐漸變慢，即電阻變大；

而電壓升高，電熱功率越來(lái)越大，電阻越來(lái)越大，說(shuō)明電阻隨溫度的升高而變大，所以是金屬材料制成的，當(dāng)Z兩端電壓為1.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.18A

消耗的電功率為；

（2）查圖可知：U_Z=2.5V（1分）

（1分）

（3）作圖如下：

 （1分）

元件Z與電阻R消耗電功率相等，則電阻值相等，

當(dāng)Z與R功率相等時(shí)：U_R=U_Z=0.5V （1分）

則電源電壓U= U_R+U_Z=1V

考點(diǎn)：電功率的計(jì)算；半導(dǎo)體的特點(diǎn)；歐姆定律的應(yīng)用．

點(diǎn)評(píng)：重點(diǎn)是串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是根據(jù)數(shù)據(jù)判斷Z制成的材料，難點(diǎn)是元件Z與定值電阻R消耗的電功率相等時(shí)電壓和電流的判斷．