Question

（14分）影響材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，半導體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某學校研究小組需要研究某種材料的導電規律，他們用這種材料制作成電阻較小的元件P，測量元件P中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規律．
（1）圖a是他們按設計好的電路連接的部分實物圖，請添加兩根導線，使電路完整．

（2）改變滑動變阻器的阻值，記錄兩電表的讀數．根據表中數據，在圖b中畫出元件P的I-U圖象，并判斷元件P是金屬材料還是半導體材料?答：             

U/V	0	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50
I/A	0	0.04	0.09	0.16	0.25	0.36	0.56

（3）若可供選擇的滑動變阻器有R₁（最大阻值2Ω，額定電流為0.3A）、R₂（最大阻值10Ω，額定電流為1A），則本實驗應該選用滑動變阻器         ．（填器材前的編號）
（4）把元件P接入如圖c所示的電路中，已知定值電阻R阻值為4Ω，電電動勢為2V，內阻不計，則該元件實際消耗的電功率為         W．

Answer 1

（1）如圖所示（3分）   （2）如圖所示（3分）   半導體材料（2分）

（3）R₂         （3分）
（4）0.25（0.23～0.27均算對）   （3分）

試題分析：（1）由題意知，該實驗從零開始測量多組數據，故滑動變阻器用分壓式接法，由測量數據知可估算待測電阻的阻值較小，故測量電路用電流表的外接法，所以實物圖如圖所示；（2）描點畫圖，如圖所示，隨電壓的增大，阻值越來越小，所以該材料是半導體材料

（3）由測量數據知，電流表的讀數有大于0.3A的電流，所以電阻R₁的額定電流太小，不能滿足需要，故應選擇R₂；（4）連入電路后，根據閉合電路的歐姆定律，元件的電壓與電流滿足關系式，在I-U坐標中畫出該直線，與伏安特性曲線的交點為元件的電壓、電流的實際值，如圖所示，所以該元件實際消耗的電功率為P=1×0.25W=0.25W