Question

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

（1）當環境溫度為20℃時，電流表的讀數為0.2A，求電源的電壓．
（2）當電流表的讀數為0.4A時，環境溫度是多少？
（3）如果環境溫度為100℃，半導體電阻的電功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖象可知，當t=20℃時，半導體電阻R=50Ω，

∵R、R0串聯，

∴電源的電壓U=I（R+R0）=0.2A×（50Ω+10Ω）=12V

（2）解：當I=0.4A時，

此時電路中的總電阻為：R總= = =30Ω，

導體材料的電阻為：R=R總﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω，

由圖象可知，當半導體電阻R=20Ω時，環境溫度為40℃

（3）解：由圖象可知當t=100℃時，R=10Ω．

電路電流I= = =0.6A，

半導體電阻的電功率P=I2R=（0.6A）2×10Ω=3.6W

【解析】（1）根據圖象得出環境溫度為20℃時半導體的電阻，根據電阻的串聯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= 計算出電路中的總電阻，又知道定值電阻R0的阻值，利用串聯電路電阻的特點計算出此時半導體材料電阻R的大小，然后從圖象中找出環境溫度．（3）由圖象讀出環境溫度為100℃時，電阻R的阻值，利用電阻的串聯特點和歐姆定律求出電路電流，再由功率公式求出半導體電阻的電功率．