Question

13．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(guān)系圖象，根據(jù)這種半導體材料電阻的特性，老師帶領(lǐng)課外小組的同學們設(shè)計了一個電路（圖乙），可以測定某一空間的溫度．使用的器材 有：半導體電阻、電源、電流表（0∽0.6A）、開關(guān)、定值電阻R₀（10Ω）、導線若干．
（1）當環(huán)境溫度為20℃時，電流表的讀數(shù)為0.2A，求電源的電壓？
（2）電流表的讀數(shù)為0.4A時，求當時環(huán)境溫度？

Answer 1

分析 （1）由圖象找出t=20℃時半導體電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）根據(jù)歐姆定律求出電流表讀數(shù)為0.4A時電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出半導體的電阻，然后由圖象讀出環(huán)境的溫度；

解答 解：（1）由圖象可知，溫度為20℃時，半導體電阻阻值R=50Ω，
因為串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和；
所以由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I（R+R₀）=0.2A×（50Ω+10Ω）=12V；
（2）當電流表的示數(shù)I′=0.4A時，由I=$\frac{U}{R}$可得電路總電阻：
R_總=$\frac{U}{I′}$=$\frac{12V}{0.4A}$=30Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知：
半導體電阻的阻值：
R′=R_總-R₀=30Ω-10Ω=20Ω，
由R-t圖象知，半導體電阻為20Ω時，環(huán)境溫度是40℃．
答：（1）當環(huán)境溫度為20℃時，電流表的讀數(shù)為0.2A，電源的電壓為12V；
（2）電流表的讀數(shù)為0.4A時，環(huán)境溫度為40℃．

點評 本題考查了學生的識圖能力與歐姆定律的應(yīng)用，根據(jù)圖象獲取某溫度下的電阻值是解題的前提與關(guān)鍵．