Question

半導體和金屬的導電能力隨溫度的變化特點是不同的，利用它們制成的元件在生活中也各有各的用途．
（1）一個由某半導體材料制成的加熱器，通電后，加熱器在發熱的同時，也在向外界放熱．圖甲為發熱功率P_發熱和散熱功率P_散熱與溫度t之間關系的圖象，由圖象可知，加熱器工作時的穩定溫度為    ℃；當溫度稍低于穩定溫度時，P_發熱    P_散熱（＞/=/＜）；溫度由0℃升高到100℃的過程中，該半導體材料的電阻變化情況是    ．

（2）如圖乙是由某金屬材料制成的電阻R隨溫度t變化的圖象，由圖象可知：溫度為0℃時，電阻R的阻值是    Ω；當溫度升高時，電阻R的阻值    （變大/不變/變小）．若用該電阻R與電源（電壓為3V）、電流表（量程為0～5mA）、定值電阻R′=480Ω串聯起來，連接成如圖丙所示的電路．用該電阻R做測溫探頭，把電流表的刻度改為相應的溫度刻度，得到一個簡單的“金屬電阻溫度計”．電流刻度較小處對應的溫度刻度較    ；該溫度計能測量的最低溫度為    ℃．

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖象可知，加熱器工作時的穩定溫度和當溫度稍低于穩定溫度時，發熱功率和散熱功率的關系；根據公式R=可知半導體材料的電阻變化情況；
（2）從圖象上可以看出，電阻與溫度的關系，根據歐姆定律算出R′兩端的電壓，進一步求出R兩端電壓；根據公式R=求出電路的最小電阻；再根據溫度與電阻的關系求出溫度計能測量的最低溫度．
解答：解：（1）由圖象可知，加熱器工作時當溫度為70℃時，發熱功率和散熱功率相同，故穩定溫度為70℃．當溫度稍低于穩定溫度時，由圖象可知，發熱功率大于散熱功率；溫度由0℃升高到100℃的過程中，由R=可知，U不變，P是先增大，后減小．故R是先減小后增大．
（2）圖象可知：當溫度為0℃時，電阻R的阻值為100Ω，當電阻的溫度為60℃時，電阻R的阻值為180Ω，當電阻的溫度為100℃時，電阻R的阻值大于電阻的溫度為60℃時電阻值．
由歐姆定律知道：電壓一定時，電流越大，電阻越小．而由圖象可知：電阻越小，溫度越低，當溫度升高時，電阻R的阻值變大；
電阻越大說明電路電流越小，溫度越高，所以電流刻度較小處對應的溫度刻度較高；
電流最大為0.005A；用R′=480Ω和I=0.005A，可算出R′兩端的電壓U=IR'=2.4V；
則R兩端電壓為：3V-2.4V=0.6V
電阻最小R===120Ω；
由圖知100Ω時溫度為0℃；當電阻的溫度為60℃時，電阻R的阻值為180Ω，所以當電阻為1Ω的時候，電阻的溫度為℃=℃；
所以當電阻為120Ω時，電阻的溫度為℃×120=90℃；
故答案為：（1）70，＞，先變小后變大；（2）100；變大；高；90．
點評：本題考查了電壓、電阻的計算，關鍵是公式及其變形的靈活應用，難點是對圖象的釋讀能力和歐姆定律的應用，是一道難題．