Question

【題目】【2016·婁底卷】電阻溫度計是由半導(dǎo)體材料制成的．如圖甲是某半導(dǎo)體電阻R隨溫度變化的關(guān)系圖象．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)計了一個電路（如圖乙），可以測定某一環(huán)境的溫度，使用的器材有：半導(dǎo)體電阻R、電源、電流表（0﹣100mA）、開關(guān)、定值電阻R2（100Ω）、導(dǎo)線若干．

（1）定值電阻R2在電路中的作用是什么？ ．

（2）當環(huán)境溫度為10℃，電流表的讀數(shù)為0．02A，求電源電壓．

（3）當電流表的讀數(shù)為0．04A時，求當時的環(huán)境溫度．

（4）當環(huán)境溫度為100℃時，半導(dǎo)體電阻R在100s內(nèi)消耗的能量是多少？

Answer 1

【答案】（1）保護電路；（2）16V（3）30℃；（4）64J

【解析】

（1）定值電阻R0串聯(lián)在電路中，可以防止溫度太高半導(dǎo)體電阻阻值太小時，電路電流過大而損壞電路元件，定值電阻可以保護電路；（2）由圖甲可知，當環(huán)境溫度為10℃時，半導(dǎo)體電阻阻值R=700Ω，由于串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，故根據(jù)公式I=U/R可得，電源的電壓：U=I（R+R2）=0．02A×（700Ω+100Ω）=16V；（3）當電流表的讀數(shù)為0．04A時，電路中的總電阻：R總=U/I=16V/0．04A=400Ω，

此時半導(dǎo)體電阻阻值：R′=R總﹣R2=400Ω﹣100Ω=300Ω，由圖甲可知，環(huán)境的溫度為30℃；（4）由圖甲可知，環(huán)境溫度為100℃時，半導(dǎo)體電阻的阻值R″=100Ω，此時電路中的電流：I″=U/（R″+R2）=16V/（100Ω+100Ω）=0．08A，半導(dǎo)體電阻R在100s內(nèi)消耗的能量：W=（I″）2R″t=（0．08A）2×100Ω×100s=64J。