Question

現(xiàn)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(dǎo)體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減小�，F(xiàn)用圖示電路對其進行測試，其中R為定值電阻，電源電壓可調(diào)，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(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(shù)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(jù)電阻元件Z和定值電阻R的I－U圖像分析，當電源電壓調(diào)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

（1）金屬  0.27 （各1分）（2）5Ω（3） 1V

試題分析：（1）根據(jù)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(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Z與R功率相等時：U_R=U_Z=0.5V （1分）
則電源電壓U= U_R+U_Z=1V
點評：重點是串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率的計算，關(guān)鍵是根據(jù)數(shù)據(jù)判斷Z制成的材料，難點是元件Z與定值電阻R消耗的電功率相等時電壓和電流的判斷．