Question

【題目】半導體材判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．下圖甲是某種半導體材料的電阻隨溫度變化的關系圖象．根據這種半導體材料電阻的特性，小星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，定值電阻R．（阻值為10Ω）、導線若干．
（1）定值電阻Ro的作用是什么？
（2）當環境溫度為20℃時．電流表的讀數為0.2A，求電源的電壓．
（3）電流表的讀數為0.4A時，當時環境溫度是多少？半導體電阻的電功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：定值電阻在電路中能夠起到保護電路的作用，防止電路電流過大；
（2）解：由圖甲所示圖象可知，當t=20℃時，R=50Ω，

電阻R與R0串聯，電路總電阻為R總=R0+R=10Ω+50Ω=60Ω，

∵I= ，

∴電源電壓為U=IR總=0.2A×60Ω=12V；

∵I= ，I=0.4A，

∴定值電阻R0的電壓U0=IR0=0.4A×10Ω=4V，

半導體電阻R的電壓UR=U﹣U0=12V﹣4V=8V，

（3）解：

∵I= ，

∴半導體電阻阻值：

R= = =20Ω，

由圖甲所示圖象可知，半導體電阻R=20Ω時，溫度t=40℃；

半導體電阻的功率：

PR=URI=8V×0.4A=3.2W．

【解析】（1）串聯電阻具有保護電路的作用，防止電路電流過大燒壞元件；（2）根據環境溫度，由甲所示圖象求出半導體電阻的阻值，根據串聯電路特點得到電路總電阻；已知電路總電阻和通過的電流，利用U=IR得到電源電壓；（3）依據電路電流大小，求出電阻R0的電壓，由串聯電路特點求出R的電壓，由歐姆定律求出R的阻值，最后由圖象求出電阻R所對應的環境溫度；由功率公式求出半導體電阻的電功率．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電阻的串聯的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電阻的串聯有以下幾個特點：（指R1，R2串聯） 1、電流：I=I1=I2（串聯電路中各處的電流相等） 2、電壓：U=U1+U2（總電壓等于各處電壓之和） 3、 電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個阻值相同的電阻串聯，則有R總=nR 4、分壓作用：U1:U2=R1:R2才能正確解答此題．