Question

（2004?綿陽）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．只知道該新型的電子器件兩端的電壓與通過的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0～220V間可調(diào)，定值電阻R₀=20Ω．同學們在老師的指導下得到了如圖所示的圖象．
①請說出同學們在按老師給出的電路圖正確連接好電路之后，得到該圖象經(jīng)過了哪些主要步驟？
②求當U=110V時，新型電子器件的電功率？

Answer 1

分析：（1）讀出多組可控電源的電壓U和與之對應的電流表的示數(shù)I，并將測出的多組數(shù)據(jù)在I-U坐標系中描點，最后將各點連接即可；
（2）由圖乙可以看出，當電源電壓U=110V時，電路中的電流I=1.0A，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出新型電子器件兩端的電壓，利用P=UI求粗新型電子器件的電功率．

解答：解：①由圖可以看出，電子器件上所加的電壓從0逐漸升高到220V，讀出多組可控電源的電壓U和與之對應的電流表的示數(shù)I，建立I-U坐標系，并將測出的多組數(shù)據(jù)在I-U坐標系中描點，最后將各點連接得到圖乙的I-U圖象；
②由圖象可知，當U=110V時，電路中的電流為I=1.0A，
根據(jù)歐姆定律可得，定值電阻兩端的電壓：
U₁=IR₀=1.0A×20Ω=20V，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴電子元件兩端的電壓：
U₂=U-U₁=110V-20V=90V，
該新型電子器件的電功率：
P₂=U₂I=90V×1A=90W．
答：①由圖可以看出，電子器件上所加的電壓從0逐漸升高到220V，讀出多組可控電源的電壓U和與之對應的電流表的示數(shù)I，建立I-U坐標系，并將測出的多組數(shù)據(jù)在I-U坐標系中描點，最后將各點連接得到圖乙的I-U圖象；
②當U=110V時，新型電子器件的電功率為90W．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據(jù)圖象得出當U=110V時電路中的電流．