問題詳情:
(2015•常德)現有兩個電阻元件,其中一個是由金屬材料製成的,它的電阻隨温度的升高而增大,另一個是由半導體材料製成的,其電阻隨温度的升高而減小.現對其中一個電阻元件R0進行測試,測得其電流與加在它兩端的電壓值,測試數據如下表:
次數
物理量 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 第七次 第八次
U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.45 3.20 4.05
(1)請根據表中數據,判斷元件R0可能是由上述哪類材料製成的?並説明理由.
(2)把定值電阻R和元件R0接入如圖所示的電路中,閉合開關後,電流表讀數為1.8A.已知電路中電源電壓恆為3V,此時定值電阻R的電功率為多大?
(3)分析表中數據,寫出通過元件R0的電流I和元件R0兩端的電壓U之間的關係式.
【回答】
解:(1)利用公式R=分別計算不同電壓下的電阻值,即2Ω、1.33Ω、1Ω、0.8Ω、0.67Ω、0.53Ω、0.5Ω,可見,電阻的阻值隨着温度的升高而減小,故為半導體材料.
(2)由表中數據可知,當電流為1.8A時,R0兩端電壓U0=1.2V,
則R兩端電壓U=U總﹣U0=3V﹣1.2V=1.8V,
R的電功率P=UI=1.8V×1.8A=3.24W;
(3)分析表中數據可知:流過電阻元件R0的電流I與它兩端電壓U的平方成正比,
不妨設I=kU2,將I=0.20A,U=0.40V代入得:k=1.25;
則通過阻元件R0的電流I和它兩端電壓U的關係式是:I=1.25U2;
答:(1)半導體材料;因為當電流增大時,發熱功率多,温度高,電阻小;
(2)此時定值電阻R的電功率為3.24W;
(3)通過阻元件R0的電流I和它兩端電壓U的關係式是:I=1.25U2.
知識點:電功率單元測試
題型:計算題