有两个电阻元件,已知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.现对其中一个电阻元件R0进行测试,方法是:不断改变它两端的电压并记录通过它的电流,结果如下表:
U/V0.400.600.801.001.201.501.60I/A0.200.450.801.251.802.813.20(1)如果将R0与一个定值电阻R连接成图所示的电路.已知电源电压为3V,闭合开关后,电流表读数为1.8A.求:定值电阻R的阻值和电功率.
(2)根据测试数据,判断元件R0是由上述哪类材料制成的,简要说明理由.
(3)对于R0这个元件,通过分析上表中的数据,写出通过它电流I和它两端电压U的关系式.
网友回答
解:(1)由表可知,当电流I=1.8A时,电阻元件R0两端的电压U0=1.2V,
由串联电路特点知,定值电阻R两端电压UR=U-U0=3V-1.2V=1.8V,
则定值电阻的阻值R===1Ω,它的功率PR=URI=1.8V×1.8A=3.24W;
答:定值电阻的阻值是1Ω;定值电阻的功率是3.24W.
(2)由表中数据可知,随电阻元件R0两端电压U的增大,流过它的电流I也增大,
所以它的功率P=UI也增大,随功率的增大,电阻温度越来越高;
由欧姆定律R=及表中电压U所对应的电流I可知:随电压U的增大,电阻阻值减小,即随温度升高,
电阻元件R0的电阻减小,由题意知,电阻元件R0是由半导体材料制成的;
答:元件R0是由半导体材料制成的,因为:它的电阻随温度的升高而减小.
(3)分析表中数据可知:流过电阻元件R0的电流I与它两端电压U的平方成正比,
不妨设I=kU2,将I=0.20A,U=0.40V代入得:k=1.25;
则通过阻元件R0的电流I和它两端电压U的关系式是:I=1.25U2;
故