Question

半導(dǎo)體材判的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間．其電阻受溫度影響較大．下圖甲是某種半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖象．根據(jù)這種半導(dǎo)體材料電阻的特性，小星和他的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個電路（如圖乙），可以測定某一空間的溫度．使用的器材如下：半導(dǎo)體電阻、電源、電流表（0～0.6A）．開關(guān)，定值電阻R．（阻值為10Ω）、導(dǎo)線若干．
（1）定值電阻R_o的作用是什么？
（2）當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時．電流表的讀數(shù)為0.2A，求電源的電壓．
（3）電流表的讀數(shù)為0.4A時，當(dāng)時環(huán)境溫度是多少？半導(dǎo)體電阻的電功率是多少？

Answer 1

分析：（1）串聯(lián)電阻具有保護(hù)電路的作用，防止電路電流過大燒壞元件；
（2）根據(jù)環(huán)境溫度，由甲所示圖象求出半導(dǎo)體電阻的阻值，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)得到電路總電阻；已知電路總電阻和通過的電流，利用U=IR得到電源電壓；
（3）依據(jù)電路電流大小，求出電阻R₀的電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出R的電壓，由歐姆定律求出R的阻值，最后由圖象求出電阻R所對應(yīng)的環(huán)境溫度；由功率公式求出半導(dǎo)體電阻的電功率．

解答：解：（1）定值電阻在電路中能夠起到保護(hù)電路的作用，防止電路電流過大；
（2）由圖甲所示圖象可知，當(dāng)t=20℃時，R=50Ω，
電阻R與R₀串聯(lián)，電路總電阻為R_總=R₀+R=10Ω+50Ω=60Ω，
∵I=

U

R

，
∴電源電壓為U=IR_總=0.2A×60Ω=12V；
（2）∵I=

U

R

，I=0.4A，
∴定值電阻R₀的電壓U₀=IR₀=0.4A×10Ω=4V，
半導(dǎo)體電阻R的電壓U_R=U-U₀=12V-4V=8V，
∵I=

U

R

，
∴半導(dǎo)體電阻阻值：
R=

U

I

=

8V

0.4A

=20Ω，
由圖甲所示圖象可知，半導(dǎo)體電阻R=20Ω時，溫度t=40℃；
半導(dǎo)體電阻的功率：
P_R=U_RI=8V×0.4A=3.2W．
答：（1）定值電阻R_o的作用是防止電路電流過大，保護(hù)電路．
（2）當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時．電流表的讀數(shù)為0.2A，電源的電壓為12V．
（3）電流表的讀數(shù)為0.4A時，當(dāng)時環(huán)境溫度是40℃；半導(dǎo)體電阻的電功率3.2W．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、利用歐姆定律和電功率的公式進(jìn)行分析和計(jì)算，培養(yǎng)了學(xué)生分析圖象的能力，看懂圖象和電路圖后才能準(zhǔn)確作答．