Question

如圖所示，將定值電阻R與Rc串聯(lián)，接在某變壓電源的兩端，已知Rc為半導(dǎo)體材料，當(dāng)其兩端的電壓超過6.5V時(shí)，該材料將會(huì)燒壞．圖中是R和Rc的電壓隨電流的變化關(guān)系圖象．請(qǐng)解答下列問題：
（l）根據(jù)圖象，求出定值電阻R的阻值；
（2）閉合開關(guān)S，求變壓電源電壓的最大值；
（3）當(dāng)定值電阻的電功率為0.2W時(shí)，求半導(dǎo)體材料Rc的電功率．

Answer 1

分析：（1）由圖象找出定值電阻電壓所對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出定值電阻阻值．
（2）由圖象找出Rc兩端電壓是6.5V時(shí)的電流，然后由圖象找出此時(shí)電阻R兩端電壓，最后由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電源電壓．
（3）由電功率的變形公式求出定值電阻功率為0.2W時(shí)的電路電流，然后由圖象找出此時(shí)Rc的電壓，最后由電功率公式P=UI求出半導(dǎo)體材料的電功率．

解答：解：（1）由圖象可知，定值電阻兩端電壓是U_R=4V時(shí)，電流I_R=0.2A，
∵I=

U

R

，∴定值電阻R=

UR

IR

=

4V

0.2A

=20Ω；
（2）當(dāng)半導(dǎo)體材料Rc電壓最大為U_Rc=6.5V時(shí)，電源電壓最大，
由圖象可知，當(dāng)U_Rc=6.5V時(shí)，電路電流I′=0.25A，
由圖線可知，此時(shí)定值電阻兩端電壓U_R′=5V，
則電源最大電壓U_最大=U_R′+U_Rc=5V+6.5V=11.5V；
（3）∵P=I²R，
∴定值電阻功率P=0.2W時(shí)，
電路電流I″=

P R

=

0.2W 20Ω

=0.1A，
由圖象可知，此時(shí)半導(dǎo)體材料兩端電壓U_Rc″=1V，
則半導(dǎo)體材料電功率P_Rc=I″U_Rc″=0.1A×1V=0.1W；
答：（l）根據(jù)圖象，求出定值電阻R的阻值是20Ω．
（2）閉合開關(guān)S，求變壓電源電壓的最大值是11.5V．
（3）當(dāng)定值電阻的電功率為0.2W時(shí)，半導(dǎo)體材料Rc的電功率是0.1W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了求電阻、求電源電壓、求電阻功率等問題，分析清楚圖象，由圖象找出所需信息是正確解題的關(guān)鍵．