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．下表是班上探究小组对某种半导体材料的电阻R随温度变化所测量的有关数据．

环境温度/℃	20	30	40	60	80	100
半导体材料电阻R/Ω	50.0	24.9	20.0	13.2	11.1	10.0

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如图所示的电路，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、电流表（0～0.6A）、开关S、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，求当时环境温度．

Answer 1

解：（1）由表中数据知：
当t=20℃时，半导体材料电阻R=50.0Ω，
电源的电压U=IR+IR₀=0.2A×50.0Ω+0.2A×10Ω=12V；
（2）当电流表的读数为0.4A时：
R₀两端的电压U₀=IR₀=0.4A×10Ω=4V，
半导体材料电阻两端的电压U_R=U-U₀=12V-4V=8V，
半导体电阻的阻值是R===20Ω，
由表中数据知：环境温度是40℃．
答：（1）电源的电压为12V；
（2）当电流表的读数为0.4A时，环境温度为40℃．
分析：（1）由表格可得20℃时半导体的电阻值R，然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出电源电压．
（2）由欧姆定律求出电流为0.4A是定值电阻电压，根据串联电路的电压特点求出此时半导体电阻两端的电压，再由欧姆定律求出半导体电阻的阻值，最后由表格得出环境温度．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算，能根据表格获取某温度下的电阻值是解题的前提与关键．