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．某課題研究組在研究某種導(dǎo)電材料的用電器件Z的導(dǎo)電規(guī)律時(shí)，測(cè)得其兩端電壓與其中通過電流的關(guān)系如下表所示：

U（V）	0.00	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50
I（A）	0.00	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81

所用的器材規(guī)格是：電壓表（0-3V-15V，內(nèi)阻30KΩ）；電流表（0-0.6A-3A，內(nèi)阻4Ω）；滑動(dòng)變阻器（變化范圍0～10Ω）； 電源（6V，內(nèi)阻1Ω）； 器件Z；電鍵；導(dǎo)線若干．

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷用電器件Z可能屬于上述

 

材料．
（2）在圖乙方框中畫出測(cè)量電路原理圖，并在器材實(shí)物圖甲上用黑色鋼筆連成測(cè)量電路．
（3）若把用電器件Z接入圖丙所示的電路中，電流表的讀數(shù)為1.8A，電源輸出電壓恒為3V，電阻R的電功率為

 

w．
（4）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可探究該用電器Z的電流隨電壓變化的規(guī)律是I=

 

．

Answer 1

分析：（1）從電壓與電流關(guān)系表格中看出，電阻隨電壓的增加而減小，故為半導(dǎo)體材料；
（2）電壓要從0開始連續(xù)變化，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；由于半導(dǎo)體電阻較小，“大內(nèi)小外”，故采用安培表外接法；
（3）先由表格得到Z的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓和電流關(guān)系，得到電阻兩端的電壓和電流，然后計(jì)算功率；
（4）先寫出一般表達(dá)式，然后代入數(shù)據(jù)計(jì)算，最后驗(yàn)證．

解答：解：①電壓為0.4V時(shí)，電阻為2Ω；電壓為0.6V時(shí)，電阻為1.33Ω；電壓為0.8V時(shí)，電阻為1Ω；即電阻隨電壓的增加而減��；
故答案為：半導(dǎo)體．
②如圖所示

③查表I=1.8A時(shí)，Z的電壓為1.2V 
 

∴UR=E2-UZ=3V-1.2V=1.8V ∴PR=IUR=1.8×1.8W=3.24W

故答案為：3.24．
 ④觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果作U-I圖線，圖線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，故猜想電流隨電壓變化的規(guī)律是：I=kUⁿ
任選兩組數(shù)據(jù)可列出    0.8=k0.8ⁿ        1.25=k?1ⁿ    
解得：n=2，k=1.25A/v²  
代入其它組數(shù)據(jù)，在誤差范圍內(nèi)，I=1.25U²該規(guī)律均成立．
故答案為：I=1.25U²．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要能明確電阻率隨溫度的變化規(guī)律，然后要能結(jié)合數(shù)學(xué)規(guī)律給出電流與電壓的一般關(guān)系式．