Question

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。下表是班上探究小組對某種半導體材料的電阻R隨溫度變化所測量的有關數據。

環境溫度/℃	20	30	40	60	80	100
半導體材料電阻R/Ω	50.0	24.9	20.0	13.2	11.1	10.0

根據這種半導體材料電阻的特性，小明和他的同學設計了一個如圖所示的電路，可以測定某一空間的溫度。使用的器材如下：半導體電阻R、電源、電流表（0～0.6A）、開關S、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，求當時環境溫度。

 

Answer 1

【答案】

解：(1)由表中數據知：

當t=20℃時，半導體材料電阻R=50.0Ω                            (1分)

電源的電壓U=IR+IR₀=0.2A×50.0Ω+0.2A×10Ω=12V                  (3分)

(2)R₀兩端的電壓U₀=IR₀=0.4A×10Ω=4V                             (5分)

半導體材料電阻兩端的電壓U_R=U-U₀=12V-4V=8V                   (7分)

由歐姆定律得：半導體電阻的阻值是R===20Ω             (9分)

由表中數據知： 環境溫度是40℃              

【解析】(1)由表中數據知：

當t=20℃時，半導體材料電阻R=50.0Ω                           

電源的電壓U=IR+IR₀=0.2A×50.0Ω+0.2A×10Ω=12V                

(2)R₀兩端的電壓U₀=IR₀=0.4A×10Ω=4V                             

半導體材料電阻兩端的電壓U_R=U-U₀=12V-4V=8V                   

由歐姆定律得：半導體電阻的阻值是R===20Ω             

由表中數據知： 環境溫度是40℃