(2012?安溪縣質(zhì)檢)半導(dǎo)體材料的導(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.下表是班上探究小組對某種半導(dǎo)體材料的電阻R隨溫度變化所測量的有關(guān)數(shù)據(jù).
環(huán)境溫度/℃ 20 30 40 60 80 100
半導(dǎo)體材料電阻R/Ω 50.0 24.9 20.0 13.2 11.1 10.0
根據(jù)這種半導(dǎo)體材料電阻的特性,小明和他的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個如圖所示的電路,可以測定某一空間的溫度.使用的器材如下:半導(dǎo)體電阻R、電源、電流表(0~0.6A)、開關(guān)S、定值電阻R0(10Ω)、導(dǎo)線若干.
(1)當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí),電流表的讀數(shù)為0.2A,求電源的電壓.
(2)當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.4A時(shí),求當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度.
分析:(1)由表格可得20℃時(shí)半導(dǎo)體的電阻值R,然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出電源電壓.
(2)由歐姆定律求出電流為0.4A是定值電阻電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)半導(dǎo)體電阻兩端的電壓,再由歐姆定律求出半導(dǎo)體電阻的阻值,最后由表格得出環(huán)境溫度.
解答:解:(1)由表中數(shù)據(jù)知:
當(dāng)t=20℃時(shí),半導(dǎo)體材料電阻R=50.0Ω,
電源的電壓U=IR+IR0=0.2A×50.0Ω+0.2A×10Ω=12V;
(2)當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.4A時(shí):
R0兩端的電壓U0=IR0=0.4A×10Ω=4V,
半導(dǎo)體材料電阻兩端的電壓UR=U-U0=12V-4V=8V,
半導(dǎo)體電阻的阻值是R=
UR
I
=
8V
0.4A
=20Ω,
由表中數(shù)據(jù)知:環(huán)境溫度是40℃.
答:(1)電源的電壓為12V;
(2)當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.4A時(shí),環(huán)境溫度為40℃.
點(diǎn)評:本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的計(jì)算,能根據(jù)表格獲取某溫度下的電阻值是解題的前提與關(guān)鍵.
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6
6
V,定值電阻R1的阻值為
10
10
Ω,滑動變阻器R2的阻值變化范圍為
0~20
0~20
Ω.

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