Question

2．金属导体的电阻一般随着温度的升高而增大，但是一些半导体的电阻会随着温度的升高而减小；某同学在一次实验中，利用电压表和电流表测量某电阻R₁的阻值，电源选用两节干电池．
（1）按图甲电路，参考本题题意，将图乙电路连接正确．
（2）该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3V不变．你认为发生此故障的原因可能是R₁断路或R₂短路．
（3）清除故障后，小明将滑片P向右滑动时，电压表示数将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）；当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R₁=1.5Ω．
（4）该同学多次测量得到数据如表：

U/v	0.5	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
I/A	0.25	0.60	1.00	1.50	2.20	2.80

对以上数据进行分析后你认为电阻R₁的制作材料应该是半导体材料（金属材料、半导体材料）；你认为由以上数据求出的阻值不能（能/不能）求平均值，原因是电阻随温度升高而减小．

Answer 1

分析 （1）在连接电路时，注意电流表的正负接线柱及量程的选择；
（2）电压表示数始终约等于电源电压，可能是与电压表并联的电路断路或与电阻串联的滑动变阻器短路．
（3）会分析滑动变阻器电阻的变化情况，关键看下面的接线柱．在读数时，要注意电表的量程和分度值，根据欧姆定律的变形公式进行计算．
（4）元件两端电压越大，通过元件的电流越大，由P=UI可知元件实际功率越大，元件温度越高；根据表中实验数据，应用欧姆定律判断随电压增大，温度越高时元件电阻如何变化，然后判断元件的种类．

解答 解：（1）由题可知，一些半导体的电阻会随着温度的升高而减小，若该电阻接入电路，其阻值减小时，电路中电流会增大，为了保证电流表的安全，电流表应选0～3A量程；电流表应串联在电路中，实物图如下图所示：
；
（2）由题可知，电压表的示数等于电源电压，则电压表并联到了电源的两端，可能是与电压表并联的R₁发生了断路（电压表串联在电路中，测电源电压），也可能是R₂短路．
（3）由图可知，向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的电阻增大，其两端分担的电压变大，电源电压不变，所以电阻R₁两端的电压变小，即电压表示数减小；
根据实物图可知，电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，则电压表示数为1.5V；电流表量程为0～3A，分度值为0.1A，电流表示数为1A；
所以R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{1A}$=1.5Ω．
（4）由表中实验数据可知，随元件电压增大，通过元件的电流增大，元件的实际功率增大，元件温度升高；由R=$\frac{U}{I}$计算可知，随元件两端电压增大，元件的电阻减小；因此该元件是半导体材料．
由于该电阻随温度的升高而减小，不是定值电阻，求其阻值的平均值无意义．
故答案为：（1）见上图；（2）R₁断路；R₂短路；（3）减小；1.5；（4）半导体材料；不能；电阻随温度升高而减小．

点评 此题是通过实验测量小灯泡的电阻．考查了电流表的连接及电流表、电压表的读数电路故障的判断及对欧姆定律的应用，是一道很好的题目．