Question

19．半導體材料的導電能力介于導體和絕緣體之間，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特性，某同學設計了一個電路，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）當環(huán)境溫度為20℃時，半導體材料的電阻阻值為50Ω，求此時電流表的讀數．
（2）電流表的讀數為0.3A時，求此時該空間的溫度．

Answer 1

分析 （1）當環(huán)境溫度為20℃時，根據圖甲讀出半導體材料的電阻阻值，根據電阻的串聯和歐姆定律求出此時電流表的讀數；
（2）電流表的讀數為0.3A時，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出半導體材料的電阻阻值，根據圖甲讀出此時該空間的溫度．

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

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的應用，從圖象中讀出半導體電阻阻值與對應溫度的關系是關鍵．