Question

8．閱讀短文，回答問題：
                                                                             半導(dǎo)體的應(yīng)用
        半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料．半導(dǎo)體是指一種導(dǎo)電性可受控制，范圍可從絕緣體至導(dǎo)體之間的材料．
       發(fā)光二極管（LED）是半導(dǎo)體二極管的一種，具有單向?qū)щ娦裕��?dāng)二極管兩端外加正向電壓時(shí)，如果正向電壓很小，正向電流也幾乎為零，當(dāng)正向電壓大于某個(gè)值以后，二極管正向?qū)�通，電流隨電壓增大而迅速上升．當(dāng)二極管兩端外加反向電壓不超過一定范圍時(shí)，通過二極管的電流幾乎為零，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)．外加反向電壓超過某一數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿．因而使用時(shí)應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高．
       PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成，目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的．PTC有一個(gè)根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個(gè)溫度時(shí)，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個(gè)溫度時(shí)，電阻值則隨溫度的升高而增大，我們把這個(gè)設(shè)定的溫度叫“居里點(diǎn)溫度”，用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛．
請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）如圖甲所示為某發(fā)光二極管中的電流隨它兩端電壓變化的曲線．
①由圖甲可知，有關(guān)該發(fā)光二極管以下判斷中錯(cuò)誤的是A
A．當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.2V時(shí)，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)
B．當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.8V時(shí)，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)
C．當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為10V時(shí)，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)
D．當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為50V時(shí)，二極管將會(huì)被擊穿
②該發(fā)光二極管兩端的正向電壓為0.5V時(shí)的電阻大于（大于/等于/小于）正向電壓為0.7V時(shí)的電阻．

（2）家用固體電熱滅蚊器也使用了PTC陶瓷電熱元件，該元件電阻與溫度的關(guān)系如圖所示．
①由圖乙可知，該P(yáng)TC陶瓷電熱元件的居里點(diǎn)溫度為100℃．
②該電熱滅蚊器通電后（電源電壓保持不變），它的功率B．
A．先減小后增大  B．先增大后減小  C．功率一直不變  D．無法確定
（3）某家用插座用一只“2V 100mA”發(fā)光二極管（與一定值電阻串聯(lián)在電路中）作為指示燈．將該插座接在家庭電路中，指示燈正常發(fā)光，則在100s內(nèi)電流通過該發(fā)光二極管所做的功20 J．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖甲，明確橫縱坐標(biāo)軸所代表的含義，可判斷選項(xiàng)中的說法是否正確；
②根據(jù)圖甲，找出0.5V和0.7V時(shí)對應(yīng)的電流變化情況，可判斷二極管的電阻變化情況；
（2）①明確“居里點(diǎn)溫度”的含義，觀察圖乙可找出其對應(yīng)的溫度值；
②根據(jù)圖象乙中電阻隨溫度的變化，運(yùn)用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可判斷其電功率的變化情況；
（3）利用公式W=UIt可計(jì)算電流通過二極管所做的功．

解答 解：（1）①A．由圖甲可知，當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.2V時(shí)，電流為零，所以此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．由圖甲可知，當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.8V時(shí)，二極管中的電流明顯增大，處于導(dǎo)通狀態(tài)，故B正確；
C．由圖甲可知，當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為10V時(shí)，二極管中的電流為零，處于截止?fàn)顟B(tài)，故C正確；
D．由圖甲可知，當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為50V時(shí)，二極管中的反向電流突然增大，二極管將會(huì)被擊穿，故D正確．
綜上所述，錯(cuò)誤的是A；
②由圖甲可知，該發(fā)光二極管兩端的正向電壓為0.5V時(shí)，電路中的電流小于正向電壓為0.7V時(shí)的電流，且I-U曲線的傾斜程度變大，由歐姆定律可知，二極管的電阻逐漸減小，所以0.5V時(shí)的電阻大于0.7V時(shí)的電阻；
（2）①根據(jù)居里點(diǎn)溫度的含義“PTC有一個(gè)根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個(gè)溫度時(shí)，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個(gè)溫度時(shí)，電阻值則隨溫度的升高而增大”，我們可以從圖象乙中看出，這個(gè)點(diǎn)是100℃；
②由圖象乙可知，該電熱滅蚊器通電后，里面的PTC陶瓷電熱元件的電阻先減小后增大，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電源電壓保持不變時(shí)，它的電功率先增大，后減小，故只有選項(xiàng)B符合題意．
（3）指示燈正常發(fā)光，電流通過發(fā)光二極管所做的功：W=UIt=2V×0.1A×100s=20J．
故答案為：（1）①A；②大于；（2）①100；②B；（3）20．

點(diǎn)評(píng) 本題通過對半導(dǎo)體應(yīng)用的介紹，考查了我們對發(fā)光二極管的特點(diǎn)的了解，對“居里點(diǎn)溫度”的認(rèn)識(shí)，以及對電功公式的運(yùn)用等，綜合性強(qiáng)，重點(diǎn)是要學(xué)會(huì)觀察圖象獲取正確的信息．