Question

19．半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，其電阻隨溫度的升高而減小，且受溫度影響較大，如圖甲所示，是某半導(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)體材料特性，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，如圖乙所示，可以測(cè)定某一空間的溫度，已知定值電阻R₀阻值為40Ω．

（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）電流表的讀數(shù)為0.3A時(shí)，求此時(shí)該空間的溫度．

Answer 1

分析 由乙電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由圖甲可知，當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)R的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）根據(jù)歐姆定律求出電流表的讀數(shù)為0.3A時(shí)電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出半導(dǎo)體的電阻，由圖甲可知對(duì)應(yīng)的溫度即為此時(shí)該空間的溫度．

解答 解：由乙電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由圖甲可知，當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)，R=50Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I（R+R₀）=0.2A×（50Ω+40Ω）=18V；
（2）電流表的讀數(shù)為0.3A時(shí)，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I′}$=$\frac{18V}{0.3A}$=60Ω，
則半導(dǎo)體的電阻：
R′=R_總-R₀=60Ω-40Ω=20Ω，
由圖乙可知，對(duì)應(yīng)的溫度為40℃，即此時(shí)該空間的溫度為40℃．
答：（1）電源的電壓為18V；
（2）電流表的讀數(shù)為0.3A時(shí)，該空間的溫度為40℃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．