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半导体的应用

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料.半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料.

发光二极管(LED)是半导体二极管的一种,具有单向导电性.当二极管两端外加正向电压时,如果正向电压很小,正向电流也几乎为零,当正向电压大于某个值以后,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升.当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流几乎为零,二极管处于截止状态.外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿.因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高.如图甲所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线.

PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛.

家用固体电热灭蚊器也使用了PTC陶瓷电热元件,该元件电阻与温度的关系如图所示.

请根据上述材料,回答下列问题:

(1)由图甲可知,有关该发光二极管以下判断中错误的是(_________)

A 当该二极管两端的正向电压为0.8V时,二极管处于导通状态

B.当该二极管两端的正向电压为0.2V时,二极管处于导通状态

C.当该二极管两端的反向电压为10V时,二极管处于截止状态

D.当该二极管两端的反向电压为50V时,二极管将会被击穿

(2)该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻_______(大于/等于/小于)正向电压为0.7V时的电阻.

(3)由图乙可知,该PTC陶瓷电热元件的居里点温度为______℃.

(4)该电热灭蚊器通电后(电源电压保持不变),它的功率随时间变化的曲线应如下图(____)示

(5)某家用插座用一只“2V 100mA”发光二极管与一定值电阻串联在电路中作为指示灯.将该插座接在家庭电路中,指示灯正常发光,则在200s内电流通过该二极管所做的功为__________J.

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电饭锅中的磁钢限温器

电饭锅是生活中常见的用电器,它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的,这样可以限制煮饭过程中的最高温度。

感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化,其特性曲线如图甲所示。磁钢限温器结构如图乙所示,它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑。感温磁钢与受热面固定在一起,受热面直接把热量传递给锅底。

煮饭时用手按按钮开关,通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合,在吸力作用下永磁体不会落下,金属触点闭合,电路接通,加热元件开始发热。当饭煮熟后,温度继续上升,当升高到某一温度时,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,加热元件停止发热,同时按钮开关跳起。

(1)与铜导线相比,制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是______

A.电阻较大,熔点较低       

B.电阻较大,熔点较高

C.电阻较小,熔点较低       

D.电阻较小,熔点较高

(2)煮饭时用手按按钮开关,杠杆AOC属于______杠杆;饭煮熟后,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,杠杆CBO属于______杠杆。

(3)在磁钢限温器工作过程中,感温磁钢的磁性急剧减弱是在______

A.按下按钮开关时   

B.加热升温过程中 

C.按钮开关跳起时 

D.降温过程中

(4)永磁体落下时,感温磁钢的温度为______℃;永磁体下落过程中,感温磁钢对永磁体_____(有/没有)磁力的作用。

(5)标准大气压下,用此电饭锅烧水,水烧开后按钮开关______(会/不会)自动跳起。

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