题目

题型：不详难度：来源：

现有一个电阻元件Z，可能是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，也可能是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小。现用图示电路对其进行测试，其中R为定值电阻，电源电压可调，实验中从0开始逐渐增大电源电压，测得通过Z的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：
 
利用这些数据绘出Z的I－U曲线如图所示。请根据表中数据和图线解决下列问题：
（1）Z是由   （金属/半导体） 材料制成的。当Z两端电压为1.5V时，Z消耗的电功率  W；
（2）当电源电压为U=3.5V时，电流表的读数为0.20A，求定值电阻R的阻值；
（3）在Z的I－U坐标图中作出电阻R的I－U图像，并根据电阻元件Z和定值电阻R的I－U图像分析，当电源电压调到某一适当值时，元件Z与定值电阻R消耗的电功率相等，求此时的电源电压。

答案

（1）金属  0.27 （各1分）（2）5Ω（3） 1V

解析

试题分析：（1）根据图像可知：
当电压逐渐升高，电流的增长逐渐变慢，即电阻变大；
而电压升高，电热功率越来越大，电阻越来越大，说明电阻随温度的升高而变大，所以是金属材料制成的，当Z两端电压为1.5V时，对应的电流为0.18A
消耗的电功率为；
（2）查图可知：U_Z=2.5V（1分）
（1分）
（3）作图如下：
 （1分）
元件Z与电阻R消耗电功率相等，则电阻值相等，
当Z与R功率相等时：U_R=U_Z=0.5V （1分）
则电源电压U= U_R+U_Z=1V
点评：重点是串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，关键是根据数据判断Z制成的材料，难点是元件Z与定值电阻R消耗的电功率相等时电压和电流的判断．