Question

影響物質(zhì)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，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律，他們用該種導(dǎo)電材料制作成電阻較小的線狀元件Z做實驗，測量元件Z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律．
（1）他們應(yīng)選用下圖所示的哪個電路進行實驗？答：

A

（2）實驗測得元件Z的電壓與電流的關(guān)系如下表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件Z是金屬材料還是半導(dǎo)體材料？
答：

半導(dǎo)體材料

．

U（V）	0	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I（A）	0	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

（3）把元件Z接入如圖1所示的電路中，當(dāng)電阻R的阻值為R₁=2Ω時，電流表的讀數(shù)為1.25A；當(dāng)電阻R的阻值為R₂=3.6Ω時，電流表的讀數(shù)為0.80A．結(jié)合上表數(shù)據(jù)，求出電池的電動勢為

4.0

V，內(nèi)阻為

0.40

Ω．（不計電流表的內(nèi)阻，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）伏安法測電阻，電壓從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；待測電阻阻值很小，電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，分析圖示電路，選出實驗所需電路．
（2）元件兩端電壓越大，通過元件的電流越大，由P=UI可知元件實際功率越大，元件溫度越高；根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律判斷隨電壓增大，溫度越高時元件電阻如何變化，然后判斷元件的種類．
（3）由表中實驗數(shù)據(jù)找出個電流所對應(yīng)的電壓值，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程，然后求出電源電動勢與內(nèi)阻．

解答：解：（1）電壓從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；待測電阻阻值很小，電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，由圖1所示電路圖可知，實驗應(yīng)采用A所示電路．
（2）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，隨元件電壓增大，通過元件的電流增大，元件的實際功率增大，元件溫度升高；由歐姆定律可知，隨元件兩端電壓增大，元件電阻減小，因此元件是半導(dǎo)體材料．
（3）由圖3可知，元件Z與電阻R串聯(lián)，電流表測電路電流，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，電流為1.25A時，元件兩端電壓為1.00V，電流為0.80A時，元件兩端電壓為0.80V，由閉合電路歐姆定律可得：E=I（R+r）+U_Z，
E=1.25×（2+r）1.00，E=1.25×3.6+r）+0.80，解得，電源電動勢E=4.0V，內(nèi)阻r=0.4Ω．
故答案為：（1）A；（2）半導(dǎo)體材料；（3）4.0；0.4．

點評：本題涉及到滑動變阻器的接法選擇、安培表內(nèi)接與外接法的選擇、閉合電路歐姆定律、螺旋測微器的讀數(shù)等知識點，關(guān)鍵要熟悉電學(xué)測量中誤差的來源和減小方法，以及會用閉合電路歐姆定律解決問題．