Question

【题目】半导体材判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．下图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象．根据这种半导体材料电阻的特性，小星和他的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R．（阻值为10Ω）、导线若干．
（1）定值电阻Ro的作用是什么？
（2）当环境温度为20℃时．电流表的读数为0.2A，求电源的电压．
（3）电流表的读数为0.4A时，当时环境温度是多少？半导体电阻的电功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：定值电阻在电路中能够起到保护电路的作用，防止电路电流过大；
（2）解：由图甲所示图象可知，当t=20℃时，R=50Ω，

电阻R与R0串联，电路总电阻为R总=R0+R=10Ω+50Ω=60Ω，

∵I= ，

∴电源电压为U=IR总=0.2A×60Ω=12V；

∵I= ，I=0.4A，

∴定值电阻R0的电压U0=IR0=0.4A×10Ω=4V，

半导体电阻R的电压UR=U﹣U0=12V﹣4V=8V，

（3）解：

∵I= ，

∴半导体电阻阻值：

R= = =20Ω，

由图甲所示图象可知，半导体电阻R=20Ω时，温度t=40℃；

半导体电阻的功率：

PR=URI=8V×0.4A=3.2W．

【解析】（1）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；（2）根据环境温度，由甲所示图象求出半导体电阻的阻值，根据串联电路特点得到电路总电阻；已知电路总电阻和通过的电流，利用U=IR得到电源电压；（3）依据电路电流大小，求出电阻R0的电压，由串联电路特点求出R的电压，由欧姆定律求出R的阻值，最后由图象求出电阻R所对应的环境温度；由功率公式求出半导体电阻的电功率．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电阻的串联的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；电阻的串联有以下几个特点：（指R1，R2串联） 1、电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） 2、电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） 3、 电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻串联，则有R总=nR 4、分压作用：U1:U2=R1:R2才能正确解答此题．