Question

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，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小。现对其中一个元件进行测试，实验中可供选择的仪器为：

A.电压表V₁(0～3V，内阻30kΩ）

B.电流表A₁(0～0.6A，内阻约1Ω）

C.电流表A₂(0～030mA，内阻约20Ω）

D.滑动变阻器R₁(100Ω，1A)

E.滑动变阻器R₂(10Ω，5A) 

F.电池(3V，内阻不计)

G.开关、导线若干

测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：

(1)实验中电流表应选择：_________；滑动变阻器应选择：___________(填字母序号)；

(2)请在方框(a)中画出实验电路图_________；

(3)根据表中数据，判断元件R₀可能是由________材料制成的；

(4)请根据表中数据在(b)图中作出I-U图线_________；

(5)把元件接入如图(c)所示的电路中，电源为所提供的器材中的F，闭合开关后，电流表读数为20.0mA，则此时定值电阻R的电功率_____________W。(保留两位有效数字)

Answer

C E 半导体 0.0080W～0.0100W

【解析】(1)因电源电压为3V，故电压表应选择A(V1,3V)；由表中数据可知，电流最大值为25mA；故电流表应选择C(A2,30mA)；由表中数据可知，电压及电流从零开始变化且变化范围较大，故应选用分压接法；滑动变阻器选择小电阻E(R2,10Ω)便于操作控制；

(2)由以上分析可知，滑动变阻器采用分压接法；同时因待测电阻阻值较小；故应采用电流表外接法；原理图如图所示:

(3)随着电流增大，即元件R0的发热功率越大，对应电压与电流的比值越小，即电阻值越小，所以元件R0可能是由上述半导体材料制成的．

(4)采用描点法可得出对应的图象如图所示:

(5)由表中数据可知,当电流为20mA时,U0=2.6V,定值电阻两端的电压为:UR=U-U0=3-2.6=0.4V,定值电阻消耗的功率为：P=URI=0.4×20×10-3=0.0080W