Question

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．如图所示，甲是某种半导体材料的电阻随着温度变化的关系图象．根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他的同学设计了一个电路图乙所示，可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：半导体电阻R、电源（电压恒定）、电流表（0～0.6A）、开关、定值电阻R₀（10Ω）、导线若干．

（1）由图象可知，随着半导体电阻的温度升高，其阻值将

变小

，电流表示数将

变大

．（选填“变大”、“变小”、或“不变”）
（2）定值电阻R₀的作用是

保护电路

．
（3）当环境温度为40℃时，电流表的读数为0.4A，电源的电压

12

V．
（4）若电流表的读数为0.2A，则此时的环境温度为

20

℃，半导体电阻两端的电压为

10

V．

Answer 1

分析：（1）由电路图可知，半导体电阻R与R₀串联，电流表测电路中的电流，根据图象可知半导体电阻随温度的变化，电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；
（2）串联电阻具有保护电路的作用，防止电路电流过大烧坏元件；
（3）根据图象读出环境温度为40℃时半导体电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（4）根据欧姆定律求出电流表的读数为0.2A时电路中的总电阻，根据电阻的串联求出半导体电阻的阻值，根据图象读出环境温度，再根据欧姆定律求出半导体电阻两端的电压．

解答：解：（1）由电路图可知，半导体电阻R与R₀串联，电流表测电路中的电流，
根据图象可知，半导体电阻随温度升高而变小，此时电路中的总电阻变小，
根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；
（2）定值电阻R₀的作用是保护电路，防止电路电流过大，烧坏电路元件；
（3）由图象可知，当环境温度为40℃时，半导体电阻R=20Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电源的电压：
U=I（R+R₀）=0.4A×（20Ω+10Ω）=12V；
（4）若电流表的读数为0.2A，则电路中的总电阻：
R_总=

U

I′

=

12V

0.2A

=60Ω，
则半导体电阻的阻值：
R′=R_总-R₀=60Ω-10Ω=50Ω，
由图象可知，对应环境的温度为20℃，
此时半导体电阻两端的电压：
U′=I′R′=0.2A×50Ω=10V．
故答案为：
（1）变小；变大；
（2）保护电路；
（3）12；
（4）20；10．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，培养了学生分析图象的能力，看懂图象和电路图是解答的关键．