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

发布时间:2020-07-29 19:30:40

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?

网友回答

解:(1)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)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)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.
答:(1)电源的电压U=12V;
(2)电流表的读数为0.4A时,当时环境温度是40℃;
(3)当环境温度为100℃时,电路中半导体电阻的电功率是3.6W.
解析分析:(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.

点评:本题考查了串联电路的特点、利用欧姆定律和电功率的公式进行分析和计算,培养了学生分析图象的能力,看懂图象和电路图后才能准确作答.
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