题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
小灯泡的 U–I 曲线不是直线:电压升高,灯丝温度升高,电阻跟着变大。曲线上每一点的静态电阻是 R=U/I,不是曲线斜率;把第一档的 R 当定值电阻套到高压档,会把电流和功率都算大。
自编示意五组读数:(0.50 V, 0.10 A)、(1.00, 0.18)、(1.50, 0.24)、(2.00, 0.28)、(2.50, 0.30)。器件与读数均为自编示意,不代表真实测量记录。
二、逐题精讲
题1
题1 求五点静态电阻,并说明它们为什么单调上升。
解析
R = U/I 逐点算:5.00、5.56、6.25、7.14、8.33 Ω。电压从 0.50 V 升到 2.50 V,电流只从 0.10 A 升到 0.30 A,U 涨 5 倍而 I 只涨 3 倍,比值自然一路变大。
物理原因是灯丝温度:低温时金属电阻率小,通电发热后电阻率上升。回代核验:8.33 × 0.30 = 2.50 V = 2.50 V,末点闭合;五点电阻单调递增,无反常点。
注意「静态电阻」与「动态电阻」不同:前者是该点 U/I,后者是曲线在该点的切线斜率 dU/dI。本题只按题面口径算静态电阻,不混着报。
答案 R = 5.00、5.56、6.25、7.14、8.33 Ω,随电压单调上升
采分点 五点各 1 分;U/I 定义 1 分;温度解释 2 分;末点回代 1 分;静/动态辨析 1 分
易错点 用 ΔU/ΔI 当静态电阻;把曲线说成直线
题2
题2 2.50 V 时额定功率是多少?若按第一档 5.00 Ω 当定值电阻,会算成多少?
解析
额定功率 P = U·I = 2.50×0.30 = 0.750 W。
误按定值 R₀=5.00 Ω:I' = 2.50/5.00 = 0.50 A,P' = 2.50×0.50 = 1.25 W,比真实值大 66.7%。真实电流只有 0.30 A,误算成 0.50 A,差在「高压档电阻已经不是 5.00 Ω 而是 8.33 Ω」。
回代核验:8.33×0.30 = 2.50 V 与读数闭合;1.25/0.750 = 1.667,与 1+0.667 一致。读数均为自编示意。
答案 额定功率 0.750 W;按定值误算 1.25 W,偏大 66.7%
采分点 额定功率 2 分;误算电流与功率 2 分;偏差百分比 2 分;电阻变化解释 1 分;两处回代 1 分
易错点 把第一档电阻套到额定点;用 ΔU/ΔI 算功率
三、规律小结与对照表
| U (V) | I (A) | R=U/I (Ω) | 说明 |
|---|---|---|---|
| 0.50 | 0.10 | 5.00 | 低温 |
| 1.00 | 0.18 | 5.56 | 上升 |
| 1.50 | 0.24 | 6.25 | 上升 |
| 2.00 | 0.28 | 7.14 | 上升 |
| 2.50 | 0.30 | 8.33 | 额定点 |
小结:U–I 非线性,静态电阻按点算。本例 R 从 5.00 升到 8.33 Ω,额定功率 0.750 W;按定值误算 1.25 W,偏大 66.7%。读数均为自编示意。
四、自测清单
- 知道静态电阻是该点 U/I 不是斜率
- 能算五点静态电阻并看出单调上升
- 能用灯丝温度解释非线性
- 能算额定功率
- 能识别定值电阻误算
- 能用末点闭合与功率比回代