Question

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21甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像.根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他的同学设计了一个电路（如图21乙），可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0—0.6A）、开关、定值电阻R₀（10Ω）、导线若干。

（1）定值电阻R₀的作用是什么？                                  。

（2）当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源的电压。

（3）电流表的读数为0.4A时，求当时环境温度。

（4）当环境温度为100℃时，半导体电阻在10s内消耗的电能是多少？

Answer 1

（1）保护电路作用；------1分

(2)由电路图R和R₀串联，当t=20℃时，半导体电阻R=50Ω------1分

U=IR+IR₀=0.2A×50Ω+0.2A×10Ω=12V-----1分

(3)U₀=IR₀=0.4A×10Ω=4V  R=(U-U₀)/I=8V/0.4A=20Ω 从图像知环境温度是40℃----1分

（4）当环境温度为100℃时，R=10Ω  I=U/(R+R₀)=12V/（10Ω+10Ω）=0.6A---1分

消耗的电能W=Pt=I²Rt=(0.6A)²×10Ω×10s=36J-----1分