Question

如图所示，将定值电阻R与Rc串联，接在某变压电源的两端，已知Rc为半导体材料，当其两端的电压超过6.5V时，该材料将会烧坏．图中是R和Rc的电压随电流的变化关系图象．请解答下列问题：
（l）根据图象，求出定值电阻R的阻值；
（2）闭合开关S，求变压电源电压的最大值；
（3）当定值电阻的电功率为0.2W时，求半导体材料Rc的电功率．

Answer

（1）由图象找出定值电阻电压所对应的电流，然后由欧姆定律求出定值电阻阻值．
（2）由图象找出Rc两端电压是6.5V时的电流，然后由图象找出此时电阻R两端电压，最后由串联电路特点求出电源电压．
（3）由电功率的变形公式求出定值电阻功率为0.2W时的电路电流，然后由图象找出此时Rc的电压，最后由电功率公式P=UI求出半导体材料的电功率．
【解析】
（1）由图象可知，定值电阻两端电压是UR=4V时，电流IR=0.2A，
∵I=，∴定值电阻R===20Ω；
（2）当半导体材料Rc电压最大为URc=6.5V时，电源电压最大，
由图象可知，当URc=6.5V时，电路电流I′=0.25A，
由图线可知，此时定值电阻两端电压UR′=5V，
则电源最大电压U最大=UR′+URc=5V+6.5V=11.5V；
（3）∵P=I2R，
∴定值电阻功率P=0.2W时，
电路电流I″===0.1A，
由图象可知，此时半导体材料两端电压URc″=1V，
则半导体材料电功率PRc=I″URc″=0.1A×1V=0.1W；
答：（l）根据图象，求出定值电阻R的阻值是20Ω．
（2）闭合开关S，求变压电源电压的最大值是11.5V．
（3）当定值电阻的电功率为0.2W时，半导体材料Rc的电功率是0.1W．