Question

在一次物理課外科技活動中，老師為活動小組的同學們提供了一個新型的電子器件，只知道該新型電子器件兩端的電壓與通過電流的比值不是一個定值．老師要求活動小組的同學用如圖甲所示的電路，探究通過新型電子器件的電流I與可控電源的電壓U的關系．已知可控電源的電壓在0與220V間可調，定值電阻R=20Ω．同學們在老師的指導下得到了如圖乙所示的圖象，則：
（1）當U=150V時，該新型電子器件的電功率是______W；
（2）可控電源電壓在160到220V間變化時，電子器件的電阻變化有什么特點？
答：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖象可知電源電壓和電路中的電流，根據歐姆定律和串聯電路中的特點，可求出電子元件兩端的電壓，利用功率測量式可求得該新型電子器件的電功率．
（2）通過圖象可知可控電源電壓在160V和220V時，電路中電流分別為1A和2A．根據歐姆定律和串聯電路中的特點，可求出電子元件對應的阻值，即可知電阻變化的特點．
解答：解：（1）由圖象可看出，當U=150V時，電路中的電流為I=1A，
∴定值電阻兩端的電壓為U₁=IR=1A×20Ω=20V
電子元件兩端的電壓為U₂=U-U₁=（150-20）V=130V
∴該新型電子器件的電功率是P₂=U₂I=130V×1A=130W
（2）①當可控電源電壓是U^′=160V時，電路中的電流為I^′=1A
因為U^′=I^′（R₂^′+R₁）
所以160V=1A（R₂^′+20Ω）
解得R₂^′=140Ω
②當可控電源電壓U^″=220V時，電路中的電流為I^″=2A
因為U^″=I^″（R₂^″+R₁）
所以220V=2A（R₂^″+20Ω）
解得R₂^″=90Ω
可控電源電壓在160到220V間變化時，電子器件的電阻由140Ω減小到90Ω．
故答案為：130；阻值不斷減小．
點評：本題是一道數形結合的題目，通過圖象可獲得一些已知條件，再利用歐姆定律及串聯電路的特點可解出．