Question

18．半導體材料的導電能力介于導體和絕緣體之間，其電阻受溫度影響較大．如圖甲是某種半導體材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖象．根據(jù)這種半導體材料電阻的特性，小明和他的同學設計了一個電路（如圖乙），可以測定某一空間的溫度，使用的器材如下：半導體電阻、電源、電流表（0-0.6A）、開關(guān)、定值電阻R₀（10Ω）、導線若干．

（1）當環(huán)境溫度為20℃時，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0.4A時，求當時環(huán)境溫度和半導體電阻的電功率分別是多少．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)環(huán)境溫度，找出R的大�。�依據(jù)歐姆定律，計算電路中總電阻的大小，求出電源電壓．
（2）依據(jù)電源電壓和電流大小，求出電路中的總電阻，計算出R的大小，然后找出環(huán)境溫度和求出電阻的功率．

解答 解：（1）由電路圖R和R₀串聯(lián)，當t=20℃時，半導體電阻R=50Ω，
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的關(guān)系得：U=IR+IR₀=0.2A×50Ω+0.2A×10Ω=12V．
（2）當電流為0.4A時，定值電阻R₀的電壓為：
U₀=IR₀=0.4A×10Ω=4V，
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓關(guān)系得：
R=$\frac{U-{U}_{0}}{I}$=$\frac{12V-4V}{0.4A}$=20Ω，
根據(jù)甲圖象可知，環(huán)境溫度是40℃，
根據(jù)電功率公式得：P=I²R=（0.4A）²×20Ω=3.2W，
答：（1）電源的電壓為12V．
（2）當時環(huán)境溫度為40℃，電功率為3.2W．

點評 本題難度大，考查歐姆定律、電功率公式和分析圖象的能力，要看懂圖象和電路圖后才能準確作答．