Question

【題目】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。現(xiàn)用圖示電路對其進(jìn)行測試，其中R為定值電阻，電源電壓可調(diào)，實(shí)驗(yàn)中從0開始逐漸增大電源電壓，測得通過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。請根據(jù)表中數(shù)據(jù)和圖線解決下列問題：

（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（1）根據(jù)圖像可知：

當(dāng)電壓逐漸升高，電流的增長逐漸變慢，即電阻變大；

而電壓升高，電熱功率越來越大，電阻越來越大，說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)，對應(yīng)的電流為0.18A

消耗的電功率為；

（2）查圖可知：UZ=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)：UR=UZ=0.5V （1分）

則電源電壓U= UR+UZ=1V