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：

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I－U图像，并根据电阻元件Z和定值电阻R的I－U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，求此时的电源电压。

科目物理题型计算题难度中等

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

2017年1月23日，临沂城区 $BRT$ 快速公交一号线正式投入运营，该线路共设14对站点（其中北京路站到天津路站面水平，间距为 $0.8 km)$ ，配备的专用公交车部分参数如下表。某次运营中，满载的 $BRT$ 专用公交车以额定功率匀速行驶，从北京路站到天津路站用时 $1 \min 20 s$ ，此过程中车轮受到的滚动阻力为车辆所受总阻力的 $20 % (g$ 取 $10 N / kg)$

满载总质量	$28000 kg$	发动机额定功率	$280 kW$
轮胎总数	10个	单轮触地面积	$500 c m^{2}$

（1）公交车从北京路站到天津路站的平均速度；

（2）满载的公交车对水平路面的压强；

（3）车轮的滚动阻力系数 $f$ （滚动阻力与车重的比值）

如图所示，电源电压保持 $12 V$ 不变，电阻 $R_{1} = 50 Ω$ ，只闭合开关 $S_{3}$ ，将滑动变阻器滑片 $P$ 移到中点时，电流表示数为 $0.2 A$ ，小灯泡 $L$ 的实际功率为 $1.8 W$ ；电流表的量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ ．（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求：

（1）开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S_{3}$ 都闭合时，通过 $R_{1}$ 的电流是多少？

（2）小灯泡的电阻是多少？只闭合开关 $S_{3}$ ，滑片 $P$ 在中点时，电压表的示数是多少？

（3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是多少？

如图所示，水平地面上有一底面积为 $1.5 \times 10^{- 2} m^{2}$ 的圆柱形容器，容器中水深 $40 cm$ ，一个边长为 $10 cm$ 的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为 $4 N$ ． $(g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）此时容器底受到水的压强和压力。

（2）此时物块受到的浮力和物块的质量。

（3）细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积。

2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。 $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，天然气的热值 $q = 7.0 \times 10^{7} J / m^{3}]$ 求：

（1）体积为 $0.01 m^{3}$ 的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？

（2）若这些热量的 $90 %$ 被质量为 $100 kg$ 的水吸收，则水升高的温度是多少？

如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为 $0.1 m$ 的正方体物块 $A$ ，容器中水的深度为 $40 cm$ 时，物块 $A$ 刚好完全浸没在水中。容器侧面的底部有一个由阀门 $B$ 控制的出水口，打开阀门 $B$ ，使水缓慢流出，当物块 $A$ 有 $\frac{2}{5}$ 的体积露出水面时，弹簧恰好处于自然伸长状态（即恢复原长没有发生形变），此时关闭阀门 $B$ ．弹簧受到的拉力 $F$ 跟弹簧的伸长量△ $L$ 关系如图乙所示。（已知 $g$ 取 $10 N / kg$ ，水的密度为 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，不计弹簧所受的浮力，物块 $A$ 不吸水）。求：

（1）打开阀门前物块 $A$ 受到的浮力；

（2）物块 $A$ 的密度；

（3）弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强。