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R1随温度变化的关系图象.根据这种半导体材料电阻R1的特性,小明和他的同学

发布时间:2020-07-29 01:52:54

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R1随温度变化的关系图象.根据这种半导体材料电阻R1的特性,小明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,定值电阻R2=10Ω.
(1)当环境温度为20℃时,如图18-甲半导体电阻为50Ω,电流表的读数为0.2A,求电源的电压.
(2)电流表的读数为0.4A时,求当时环境温度;这时半导体电阻消耗的实际电功率是多少?

网友回答

解:
(1)由乙图可知R1和R2串联,当t=20℃时,半导体电阻R1=50Ω,
而定值电阻R2=10Ω,
∴电路中的总电阻为:R=R1+R2=50Ω+10Ω=60Ω,
而电路中的电流为I=0.2A,
∴电源电压为:U=IR=0.2A×60Ω=12V.
(2)此时电路中的电流为:I′=0.4A,
则此时电路中的总电阻为:R总===30Ω,
而定值电阻R2=10Ω,
∴此时半导体材料的电阻为:R1′=R总-R2=30Ω-10Ω=20Ω,
从甲图可知,当半导体电阻R1=20Ω时,环境温度为40℃,
故半导体电阻消耗的实际电功率为:P1=I′2R1′=(0.4A)2×20Ω=3.2W.
答:(1)电源电压为12V.
(2)这时半导体电阻消耗的实际电功率是3.2W.解析分析:(1)由乙图可知R1和R2串联,电流表测量的是整个电路中的电流,根据环境温度,从甲图中找出半导体材料电阻R1的大小,知道定值电阻R2的阻值,利用串联电路电阻的特点计算出电路中的总电阻,又知道电路中的电流,可利用公式U=IR计算电源电压.(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R2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R1的大小,然后从甲图找出环境温度,最后利用公式P=I2R计算出半导体电阻消耗的实际电功率.点评:本题考查了串联电路电流和电阻的特点,以及可以利用欧姆定律和电功率的公式进行分析和计算,同时培养了学生分析图象的能力,要看懂图象和电路图后才能准确作答.
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