现有一个电阻元件Z，可能是由金属材料制成的，它的电阻随温度的-优题课

现有一个电阻元件Z，可能是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，也可能是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现用图示电路对其进行测试，其中R为定值电阻，电源电压可调，实验中从0开始逐渐增大电源电压，测得通过Z的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：

U/V	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.200	0.205

利用这些数据绘出Z的I－U曲线如图所示．请根据表中数据和图线解决下列问题：

（1）Z是由 (金属/半导体) 材料制成的．当Z两端电压为1.5V时，Z消耗的电功率 W；
（2）当电源电压为U=3.5V时，电流表的读数为0.20A，求定值电阻R的阻值；
（3）在z的I－U坐标图中作出电阻R的曲线图，并根据电阻元件Z和定值电阻R的图像分析，当电源电压调到某一适当值时，元件Z与定值电阻R消耗的电功率相等，求此时电源电压．

科目物理题型综合题难度中等

知识点：半导体的特点与作用电功率的计算欧姆定律的应用

综合开放题

我国古诗词语言优美、寓意深远，同时古诗词中还蕴含着丰富的物理学知识，请你模仿样例格式，从以下两首古诗词原文中摘抄出涉及到物理学知识的内容，并写出相应的物理知识或规律填入下表（温馨提示：至少写出二条，不能与样例相同）。

序号	古诗词原文	物理知识或规律
样例	月落	以地面为参照物，月亮是运动的
1	霜满天
2

如图甲所示，小波同学用一张光盘、一个气球、一个塑料管和胶水制作了一个“气垫船”，将光盘放在水平地面上，轻推光盘，光盘在地面上滑动了很短一段距离。如图乙所示，把气球吹鼓用手扭紧气球口，松开气球，气球中的气体通过塑料管从光盘的孔中向下喷出，轻推光盘，光盘在地面上滑行了较长一段距离。

（1）向气球里吹气前，轻推光盘，光盘向前滑动离开手后，光盘还能向前滑动一段距离。这是为什么？

（2）向气球里吹气后，轻推光盘，光盘为什么滑行得更远了？

小华做"测定小灯泡的电功率"的实验，现有电源（电压保持不变），待测小灯泡（标有" $0.28 A$ "字样）、电流表、电压表（只有 $0 ~ 3$ 伏档完好）、滑动变阻器、电键及导线若干。小华正确连接电路后进行实验，在移动变阻器滑片至某一位置时，发现电压表、电流表的示数如图（a）、（b）所示，他经过思考重新连接电路进行实验，将新测得的三组数据记录在如表中。

物理量实验序号	电压U/(伏)	电流I(安)
1	3.0	0.24
2	2.2	0.28
3	1.7	0.30

（1）图（b）中电流表的示数为　　安。

（2）请根据相关信息，求出电源电压及小灯泡的额定功率。　　（本小题需写出计算过程）

国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，在意外熄火（如汤水溢出）时，装置能自动关闭气路。图1为小华设计的模拟装置示意图：电源电压 $U = 6 V$ ；当电磁铁线圈中的电流 $I ⩽ 0.02 A$ 时，衔铁 $K$ 被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路；线圈电阻不计；热敏电阻 $R_{t}$ 的阻值与温度的关系如图2中图线①所示。

（1）停止加热（意外熄火）后，随着 $R_{t}$ 温度降低，线圈中电流将变　　；

（2）在调试装置时，需满足以下两个条件：

①装置启动保护时 $R_{t}$ 的温度不高于 $80^{°} C$ ；

②为防止意外熄火后燃气泄漏的时间过长，装置启动保护时 $R_{t}$ 的电功率应不超过 $0.06 W$ ；为满足上述条件，求电阻箱 $R$ 接入电路阻值的范围；

（3）调试完成后，若仅将 $R_{t}$ 更换为图线②所示的热敏电阻（两只热敏电阻的吸、放热本领相同），小华发现装置启动保护的灵敏度会降低，你认为其中的原由是：　　。

智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员"小 $i$ "（如图甲）的部分参数：

参数名称	电源电压 $/ V$	最大负重 $/ kg$	提升重物最大高度 $/ m$	机器人车轮直径 $/ cm$	充电功率 $/ W$
数据	48	20	0.6	10	2.5

（1）读者与"小 $i$ "对话，咨询某图书所在的位置，"小 $i$ "需将读者的声音信号转化为电流信号，这与　　的原理相同。（发电机 $/$ 电动机）

（2）在阳光充足的时候，"小 $i$ "可以通过将　　能转化为电能的方式实现无线充电。

（3）"小 $i$ "也提供无线上网服务，它与互联网之间通过　　来传递信息。

（4）"小 $i$ "每天需将 $1944 kg$ 图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高 $0.5 m$ ，则每天搬书上书架做功　　 $J$ ，若充电效率为 $90 %$ ，则每天应至少充电　　 $h$ ． $(g$ 取 $10 N / kg)$

（5）如图乙所示为"小 $i$ "承受图书重力的过载保护电路原理图，图中 $R$ 为压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过 $0.5 A$ 时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，以免"小 $i$ "受损伤。因此为保护"小 $i$ "，电阻箱 $R_{0}$ 的阻值至少应为　　 $Ω$ ；"小 $i$ "长时间工作后，为减轻其最大负重，应将电阻箱 $R_{0}$ 的阻值适当　　（增大 $/$ 减小）。

（6）图书馆管理人员发现，"小 $i$ "经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器人硬件情况下，为了让"小 $i$ "能爬坡，可采用的方法是① 　　，② 　　。