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，可以測定某一空間的溫度，已知定值電阻R₀阻值為40Ω，電源電壓為18V．
（1）當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)，半導(dǎo)體材料的電阻阻值為50Ω，求此時(shí)電流表的讀數(shù)．
（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 （1）當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)，根據(jù)圖甲讀出半導(dǎo)體材料的電阻阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出此時(shí)電流表的讀數(shù)；
（2）電流表的讀數(shù)為0.3A時(shí)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出半導(dǎo)體材料的電阻阻值，根據(jù)圖甲讀出此時(shí)該空間的溫度．

解答 解：（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，電路中電流表的讀數(shù)：
I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{18V}{50Ω+40Ω}$=0.2A；
（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，
半導(dǎo)體材料的電阻：
R′=R_總-R₀=60Ω-40Ω=20Ω，
由圖甲可知，該空間的溫度為40℃．
答：（1）50Ω；此時(shí)電流表的讀數(shù)為0.2A；
（2）電流表的讀數(shù)為0.3A時(shí)，該空間的溫度為40Ω．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，從圖象中讀出半導(dǎo)體電阻阻值與對應(yīng)溫度的關(guān)系是關(guān)鍵．