Question

（14分）影响材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某学校研究小组需要研究某种材料的导电规律，他们用这种材料制作成电阻较小的元件P，测量元件P中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
（1）图a是他们按设计好的电路连接的部分实物图，请添加两根导线，使电路完整．

（2）改变滑动变阻器的阻值，记录两电表的读数．根据表中数据，在图b中画出元件P的I-U图象，并判断元件P是金属材料还是半导体材料?答：             

U/V	0	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50
I/A	0	0.04	0.09	0.16	0.25	0.36	0.56

（3）若可供选择的滑动变阻器有R₁（最大阻值2Ω，额定电流为0.3A）、R₂（最大阻值10Ω，额定电流为1A），则本实验应该选用滑动变阻器         ．（填器材前的编号）
（4）把元件P接入如图c所示的电路中，已知定值电阻R阻值为4Ω，电电动势为2V，内阻不计，则该元件实际消耗的电功率为         W．

Answer 1

（1）如图所示（3分）   （2）如图所示（3分）   半导体材料（2分）

（3）R₂         （3分）
（4）0.25（0.23～0.27均算对）   （3分）

试题分析：（1）由题意知，该实验从零开始测量多组数据，故滑动变阻器用分压式接法，由测量数据知可估算待测电阻的阻值较小，故测量电路用电流表的外接法，所以实物图如图所示；（2）描点画图，如图所示，随电压的增大，阻值越来越小，所以该材料是半导体材料

（3）由测量数据知，电流表的读数有大于0.3A的电流，所以电阻R₁的额定电流太小，不能满足需要，故应选择R₂；（4）连入电路后，根据闭合电路的欧姆定律，元件的电压与电流满足关系式，在I-U坐标中画出该直线，与伏安特性曲线的交点为元件的电压、电流的实际值，如图所示，所以该元件实际消耗的电功率为P=1×0.25W=0.25W