Question

【題目】半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，其電阻受溫度影響較大．如圖甲是某種半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖．根據(jù)這種半導(dǎo)體材料電阻的特性，小明和他同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電路（如圖乙），可以測定某一空間的溫度，使用的器材如下：半導(dǎo)體電阻、電源、電流表（0～0.6A）、開關(guān)、定值電阻R0（10Ω）、導(dǎo)線若干．

（1）當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.2A，求電源的電壓．
（2）當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.4A時(shí)，環(huán)境溫度是多少？
（3）如果環(huán)境溫度為100℃，半導(dǎo)體電阻的電功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖象可知，當(dāng)t=20℃時(shí)，半導(dǎo)體電阻R=50Ω，

∵R、R0串聯(lián)，

∴電源的電壓U=I（R+R0）=0.2A×（50Ω+10Ω）=12V

（2）解：當(dāng)I=0.4A時(shí)，

此時(shí)電路中的總電阻為：R總= = =30Ω，

導(dǎo)體材料的電阻為：R=R總﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω，

由圖象可知，當(dāng)半導(dǎo)體電阻R=20Ω時(shí)，環(huán)境溫度為40℃

（3）解：由圖象可知當(dāng)t=100℃時(shí)，R=10Ω．

電路電流I= = =0.6A，

半導(dǎo)體電阻的電功率P=I2R=（0.6A）2×10Ω=3.6W

【解析】（1）根據(jù)圖象得出環(huán)境溫度為20℃時(shí)半導(dǎo)體的電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓．（2）知道電源電壓和電路中的電流，可利用公式R= 計(jì)算出電路中的總電阻，又知道定值電阻R0的阻值，利用串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)計(jì)算出此時(shí)半導(dǎo)體材料電阻R的大小，然后從圖象中找出環(huán)境溫度．（3）由圖象讀出環(huán)境溫度為100℃時(shí)，電阻R的阻值，利用電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律求出電路電流，再由功率公式求出半導(dǎo)體電阻的電功率．