试题

如图所示，将定值电阻R与Rc串联，接在某变压电源的两端，已知Rc为半导体材料，当其两端的电压超过6.5V时，该材料将会烧坏．图中是R和Rc的电压随电流的变化关系图象．请解答下列问题：
（l）根据图象，求出定值电阻R的阻值；
（2）闭合开关S，求变压电源电压的最大值；
（3）当定值电阻的电功率为0.2W时，求半导体材料Rc的电功率．

解：（1）由图象可知，定值电阻两端电压是U_R=4V时，电流I_R=0.2A，
∵I=

U

R

，∴定值电阻R=

UR

IR

=

4V

0.2A

=20Ω；
（2）当半导体材料Rc电压最大为U_Rc=6.5V时，电源电压最大，
由图象可知，当U_Rc=6.5V时，电路电流I′=0.25A，
由图线可知，此时定值电阻两端电压U_R′=5V，
则电源最大电压U_最大=U_R′+U_Rc=5V+6.5V=11.5V；
（3）∵P=I²R，
∴定值电阻功率P=0.2W时，
电路电流I″=

P R

=

0.2W 20Ω

=0.1A，
由图象可知，此时半导体材料两端电压U_Rc″=1V，
则半导体材料电功率P_Rc=I″U_Rc″=0.1A×1V=0.1W；
答：（l）根据图象，求出定值电阻R的阻值是20Ω．
（2）闭合开关S，求变压电源电压的最大值是11.5V．
（3）当定值电阻的电功率为0.2W时，半导体材料Rc的电功率是0.1W．
解：（1）由图象可知，定值电阻两端电压是U_R=4V时，电流I_R=0.2A，
∵I=

U

R

，∴定值电阻R=

UR

IR

=

4V

0.2A

=20Ω；
（2）当半导体材料Rc电压最大为U_Rc=6.5V时，电源电压最大，
由图象可知，当U_Rc=6.5V时，电路电流I′=0.25A，
由图线可知，此时定值电阻两端电压U_R′=5V，
则电源最大电压U_最大=U_R′+U_Rc=5V+6.5V=11.5V；
（3）∵P=I²R，
∴定值电阻功率P=0.2W时，
电路电流I″=

P R

=

0.2W 20Ω

=0.1A，
由图象可知，此时半导体材料两端电压U_Rc″=1V，
则半导体材料电功率P_Rc=I″U_Rc″=0.1A×1V=0.1W；
答：（l）根据图象，求出定值电阻R的阻值是20Ω．
（2）闭合开关S，求变压电源电压的最大值是11.5V．
（3）当定值电阻的电功率为0.2W时，半导体材料Rc的电功率是0.1W．