Question

影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反．某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，测得其两端电压与其中通过电流的关系如下表所示：

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

所用的器材规格是：电压表（0-3V-15V，内阻30KΩ）；电流表（0-0.6A-3A，内阻4Ω）；滑动变阻器（变化范围0～10Ω）； 电源（6V，内阻1Ω）； 器件Z；电键；导线若干．

（1）根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述

 

材料．
（2）在图乙方框中画出测量电路原理图，并在器材实物图甲上用黑色钢笔连成测量电路．
（3）若把用电器件Z接入图丙所示的电路中，电流表的读数为1.8A，电源输出电压恒为3V，电阻R的电功率为

 

w．
（4）根据表中的数据可探究该用电器Z的电流随电压变化的规律是I=

 

．

Answer 1

分析：（1）从电压与电流关系表格中看出，电阻随电压的增加而减小，故为半导体材料；
（2）电压要从0开始连续变化，故滑动变阻器采用分压式接法；由于半导体电阻较小，“大内小外”，故采用安培表外接法；
（3）先由表格得到Z的电压，再根据串联电路的电压和电流关系，得到电阻两端的电压和电流，然后计算功率；
（4）先写出一般表达式，然后代入数据计算，最后验证．

解答：解：①电压为0.4V时，电阻为2Ω；电压为0.6V时，电阻为1.33Ω；电压为0.8V时，电阻为1Ω；即电阻随电压的增加而减小；
故答案为：半导体．
②如图所示

③查表I=1.8A时，Z的电压为1.2V 
 

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

故答案为：3.24．
 ④观察实验数据，如果作U-I图线，图线经过坐标原点，故猜想电流随电压变化的规律是：I=kUⁿ
任选两组数据可列出    0.8=k0.8ⁿ        1.25=k?1ⁿ    
解得：n=2，k=1.25A/v²  
代入其它组数据，在误差范围内，I=1.25U²该规律均成立．
故答案为：I=1.25U²．

点评：本题关键要能明确电阻率随温度的变化规律，然后要能结合数学规律给出电流与电压的一般关系式．