Question

【题目】半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大．如图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图．根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他同学设计了一个电路（如图乙），可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0～0.6A）、开关、定值电阻R0（10Ω）、导线若干．

（1）当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源的电压．
（2）当电流表的读数为0.4A时，环境温度是多少？
（3）如果环境温度为100℃，半导体电阻的电功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由图象可知，当t=20℃时，半导体电阻R=50Ω，

∵R、R0串联，

∴电源的电压U=I（R+R0）=0.2A×（50Ω+10Ω）=12V

（2）解：当I=0.4A时，

此时电路中的总电阻为：R总= = =30Ω，

导体材料的电阻为：R=R总﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω，

由图象可知，当半导体电阻R=20Ω时，环境温度为40℃

（3）解：由图象可知当t=100℃时，R=10Ω．

电路电流I= = =0.6A，

半导体电阻的电功率P=I2R=（0.6A）2×10Ω=3.6W

【解析】（1）根据图象得出环境温度为20℃时半导体的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压．（2）知道电源电压和电路中的电流，可利用公式R= 计算出电路中的总电阻，又知道定值电阻R0的阻值，利用串联电路电阻的特点计算出此时半导体材料电阻R的大小，然后从图象中找出环境温度．（3）由图象读出环境温度为100℃时，电阻R的阻值，利用电阻的串联特点和欧姆定律求出电路电流，再由功率公式求出半导体电阻的电功率．