Question

6．现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现对其中一个元件R₀进行测试，实验中可供选择的仪器为：
A．电压表V₁（0～3V，内阻30kΩ）       B．电流表A₁（0～0.6A，内阻约1Ω）
C．电流表A₂（0～30mA，内阻约20Ω）   D．滑动变阻器R₁（100Ω，1A）
E．滑动变阻器R₂（10Ω，5A）            F．电池（3V，内阻不计）
G．开关、导线若干
测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：

I/mA	0.40	2.0	4.5	8.0	12.5	18.0	25.0
U/V	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80

（1）实验中电流表应选择：C；滑动变阻器应选择：E（填字母序号）；
（2）请在方框（a）中画出实验电路图；
（3）根据表中数据，判断元件R₀可能是由半导体材料制成的；
（4）请根据表中数据在（b）图中作出IU图线；

（5）把元件R₀接入如图（c）所示的电路中，电源为所提供的器材中的F，闭合开关后，电流表读数为20.0mA，则此时定值电阻R的电功率0.0080W．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据表中数据及给出的电源选择对应的仪表；
（2）根据表中数据及给出的仪表分析电路的接法；
（3）由数据可看出随温度升高，电阻越来越小，故为半导体材料．
（4）根据描点法得出对应的图象；
（5）根据元件R₀接入电路，由表格可知当电流表读数为1.8A时对应的电流，根据串联电路的电压特点求出R两端电压，根据P=UI求出电阻R的电功率．

解答 解：（1）因电源电压为3V，故电压表应选择A；由表中数据可知，电流最大值为25mA；故电流表应选择C；由表中数据可知，电压及电流变化范围较大；故应选用分压接法；故滑动变阻器选择小电阻E；
（2）由以上分析可知，滑动变阻器采用分压接法；同时因待测电阻阻值较小；故应采用电流表外接法；
原理图如图所示；
（3）随着电流增大，即元件R₀的发热功率越大，对应电压与电流的比值越小，即电阻值越小，所以元件R₀可能是由上述半导体材料制成的．
（4）采用描点法可得出对应的图象如图所示；
（5）由表中数据可知，当电流为20mA时，U₀=2.6V
定值电阻两端的电压为：U_R=U-U₀=3-2.6=0.4V
定值电阻消耗的功率为：P=U_RI=0.4×20×10^-3=0.0080W                       
故答案为：（1）C　E
（2）如图所示
（3）半导体
（4）如图所示 
（5）0.0080

点评 本题考查伏安特性曲线的认识以及电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是学会通过表中的数据解决问题，还要知道串联电路电压的规律．