Question

16．现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，另一个是由半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现对其中一个电阻元件R₀进行测试，测得其电流与加在它两端的电压值，测试数据如下表：

次数 物理量/单位	1	2	3	4	5	6	7	8
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）请根据表中数据，判断元件R₀可能是由上述哪类材料制成的？并说明理由．
（2）把定值电阻R和元件R₀接入如图所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为0.8A．已知电路中电源电压恒为3V，此时定值电阻R的电功率为多少瓦？

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律结合表格数据得出元件R₀阻值的变化，然后判断其材料；
（2）由电路图可知，R₀、R串联，先由表格得出0.8A时电阻R₀两端的电压，再根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，再利用P=UI求出此时电阻R的电功率．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$的变形式R=$\frac{U}{I}$可得：
表中数据对应的电阻依次为2Ω、1.33Ω、1Ω、0.8Ω、0.67Ω、0.57Ω、0.5Ω、0.44Ω，
由P=UI可知，电流和电压增大时，发热功率变大，
综上可知，电阻的阻值随着温度的升高而减小，故为半导体材料；
（2）把定值电阻R和元件R₀接入如图所示的电路中，
由表中数据可知，当电流为0.8A时，R₀两端电压U₀=0.8V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端电压：
U_R=U-U₀=3V-0.8V=2.2V，
则R的电功率：
P_R=U_RI=2.2V×0.8A=1.76W．
答：（1）元件R₀可能是由半导体材料制成的；因为当电流增大时，发热功率大，温度高，电阻小；
（2）此时定值电阻R的电功率为1.76W．

点评 本题考查串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，从表格数据中获取有用的信息是关键．