Question

9．影響物質材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某課題研究組需要研究某種導電材料的導電規(guī)律，他們用該種導電材料制作成電阻較小的線狀元件Z做實驗，測量元件Z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律．
（1）他們應選用圖1所示的哪個電路進行實驗？答：A

（2）實驗測得元件Z的電壓與電流的關系如表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件Z是金屬材料還是半導體材料？答：半導體．

U（V）	0	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I（A）	0	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

（3）把元件Z接入如圖2所示的電路中，當電阻R的阻值為R₁=2Ω時，電流表的讀數(shù)為1.25A；當電阻R的阻值為R₂=3.6Ω時，電流表的讀數(shù)為0.80A．結合上表數(shù)據(jù)，求出電池的電動勢為4.0V，內阻為0.40Ω．（不計電流表的內阻，結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）伏安法測電阻，電壓從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法；待測電阻阻值很小，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，分析圖示電路，選出實驗所需電路．
（2）元件兩端電壓越大，通過元件的電流越大，由P=UI可知元件實際功率越大，元件溫度越高；根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，應用歐姆定律判斷隨電壓增大，溫度越高時元件電阻如何變化，然后判斷元件的種類．
（3）由表中實驗數(shù)據(jù)找出個電流所對應的電壓值，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程，然后求出電源電動勢與內阻．

解答 解：（1）電壓從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法；待測電阻阻值很小，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，由圖1所示電路圖可知，實驗應采用A所示電路．
（2）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，隨元件電壓增大，通過元件的電流增大，元件的實際功率增大，元件溫度升高；由歐姆定律可知，隨元件兩端電壓增大，元件電阻減小，因此元件是半導體材料．
（3）由圖3可知，元件Z與電阻R串聯(lián)，電流表測電路電流，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，電流為1.25A時，元件兩端電壓為1.00V，電流為0.80A時，元件兩端電壓為0.80V，由閉合電路歐姆定律可得：E=I（R+r）+U_V，
E=1.25×（2+r）+1.00，E=0.80×（3.6+r）+0.80，解得，電源電動勢E=4.0V，內阻r=0.4Ω．
故答案為：（1）A；（2）半導體；（3）4.0，0.40

點評 本題考查了實驗電路的選擇、元件性質的判斷、螺旋測微器讀數(shù)、求電源電動勢與內阻等問題；要注意掌握實驗原理，明確實驗方法，并掌握常見元件的性質及伏安特性曲線．