Question

影響物質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，而半導體材料的電阻率則與之相反．某課題研究組在研究某種導電材料的用電器件Z的導電規律時，測得其兩端電壓與其中通過電流的關系如下表所示：

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

所用的器材規格是：電壓表（0-3V-15V，內阻30KΩ）；電流表（0-0.6A-3A，內阻4Ω）；滑動變阻器（變化范圍0～10Ω）； 電源（6V，內阻1Ω）； 器件Z；電鍵；導線若干．

（1）根據表中數據，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量電路原理圖，并在器材實物圖甲上用黑色鋼筆連成測量電路．
（3）若把用電器件Z接入圖丙所示的電路中，電流表的讀數為1.8A，電源輸出電壓恒為3V，電阻R的電功率為

 

w．
（4）根據表中的數據可探究該用電器Z的電流隨電壓變化的規律是I=

 

．

Answer 1

分析：（1）從電壓與電流關系表格中看出，電阻隨電壓的增加而減小，故為半導體材料；
（2）電壓要從0開始連續變化，故滑動變阻器采用分壓式接法；由于半導體電阻較小，“大內小外”，故采用安培表外接法；
（3）先由表格得到Z的電壓，再根據串聯電路的電壓和電流關系，得到電阻兩端的電壓和電流，然后計算功率；
（4）先寫出一般表達式，然后代入數據計算，最后驗證．

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

③查表I=1.8A時，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觀察實驗數據，如果作U-I圖線，圖線經過坐標原點，故猜想電流隨電壓變化的規律是：I=kUⁿ
任選兩組數據可列出    0.8=k0.8ⁿ        1.25=k?1ⁿ    
解得：n=2，k=1.25A/v²  
代入其它組數據，在誤差范圍內，I=1.25U²該規律均成立．
故答案為：I=1.25U²．

點評：本題關鍵要能明確電阻率隨溫度的變化規律，然后要能結合數學規律給出電流與電壓的一般關系式．