Question

【題目】現有一個電阻元件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體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減小。現用圖示電路對其進行測試，其中R為定值電阻，電源電壓可調，實驗中從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據如下表所示：

利用這些數據繪出Z的I－U曲線如圖所示。請根據表中數據和圖線解決下列問題：

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

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

（3）在Z的I－U坐標圖中作出電阻R的I－U圖像，并根據電阻元件Z和定值電阻R的I－U圖像分析，當電源電壓調到某一適當值時，元件Z與定值電阻R消耗的電功率相等，求此時的電源電壓。

Answer 1

【答案】（1）金屬 0.27 （各1分）（2）5Ω（3） 1V

【解析】試題（1）根據圖像可知：

當電壓逐漸升高，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Z兩端電壓為1.5V時，對應的電流為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Z與R功率相等時：UR=UZ=0.5V （1分）

則電源電壓U= UR+UZ=1V