Question

2．金屬導體的電阻一般隨著溫度的升高而增大，但是一些半導體的電阻會隨著溫度的升高而減��；某同學在一次實驗中，利用電壓表和電流表測量某電阻R₁的阻值，電源選用兩節(jié)干電池．
（1）按圖甲電路，參考本題題意，將圖乙電路連接正確．
（2）該同學檢查電路連接正確，合上開關(guān)，可是無論怎樣移動滑片，電壓表示數(shù)總為3V不變．你認為發(fā)生此故障的原因可能是R₁斷路或R₂短路．
（3）清除故障后，小明將滑片P向右滑動時，電壓表示數(shù)將減小（填“增大”、“減小”或“不變”）；當P滑到某一位置時，兩表讀數(shù)如圖丙所示，由此可知R₁=1.5Ω．
（4）該同學多次測量得到數(shù)據(jù)如表：

U/v	0.5	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
I/A	0.25	0.60	1.00	1.50	2.20	2.80

對以上數(shù)據(jù)進行分析后你認為電阻R₁的制作材料應該是半導體材料（金屬材料、半導體材料）；你認為由以上數(shù)據(jù)求出的阻值不能（能/不能）求平均值，原因是電阻隨溫度升高而減小．

Answer 1

分析 （1）在連接電路時，注意電流表的正負接線柱及量程的選擇；
（2）電壓表示數(shù)始終約等于電源電壓，可能是與電壓表并聯(lián)的電路斷路或與電阻串聯(lián)的滑動變阻器短路．
（3）會分析滑動變阻器電阻的變化情況，關(guān)鍵看下面的接線柱．在讀數(shù)時，要注意電表的量程和分度值，根據(jù)歐姆定律的變形公式進行計算．
（4）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．

解答 解：（1）由題可知，一些半導體的電阻會隨著溫度的升高而減小，若該電阻接入電路，其阻值減小時，電路中電流會增大，為了保證電流表的安全，電流表應選0～3A量程；電流表應串聯(lián)在電路中，實物圖如下圖所示：
；
（2）由題可知，電壓表的示數(shù)等于電源電壓，則電壓表并聯(lián)到了電源的兩端，可能是與電壓表并聯(lián)的R₁發(fā)生了斷路（電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓），也可能是R₂短路．
（3）由圖可知，向右移動滑片，滑動變阻器接入電路的電阻增大，其兩端分擔的電壓變大，電源電壓不變，所以電阻R₁兩端的電壓變小，即電壓表示數(shù)減小；
根據(jù)實物圖可知，電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，則電壓表示數(shù)為1.5V；電流表量程為0～3A，分度值為0.1A，電流表示數(shù)為1A；
所以R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{1A}$=1.5Ω．
（4）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R=$\frac{U}{I}$計算可知，隨元件兩端電壓增大，元件的電阻減�。灰虼嗽撛�件是半導體材料．
由于該電阻隨溫度的升高而減小，不是定值電阻，求其阻值的平均值無意義．
故答案為：（1）見上圖；（2）R₁斷路；R₂短路；（3）減��；1.5；（4）半導體材料；不能；電阻隨溫度升高而減小．

點評 此題是通過實驗測量小燈泡的電阻．考查了電流表的連接及電流表、電壓表的讀數(shù)電路故障的判斷及對歐姆定律的應用，是一道很好的題目．