题目内容
【题目】电阻温度计是由半导体材料制成的.如图甲是某半导体电阻R随温度变化的关系图象.根据这种半导体材料电阻的特性,小明和他的同学设计了一个电路(如图乙),可以测定某一环境的温度,使用的器材有:半导体电阻R、电源、电流表(0﹣100mA)、开关、定值电阻R2(100Ω)、导线若干.
(1)定值电阻R2在电路中的作用是什么? .
(2)当环境温度为10℃,电流表的读数为0.02A,求电源电压.
(3)当电流表的读数为0.04A时,求当时的环境温度.
(4)当环境温度为100℃时,半导体电阻R在100s内消耗的能量是多少?
【答案】(1)保护电路;(2)16V(3)30℃;(4)64J
【解析】
试题分析:(1)定值电阻R0串联在电路中,可以防止温度太高半导体电阻阻值太小时,电路电流过大而损坏电路元件,定值电阻可以保护电路;(2)由图甲可知,当环境温度为10℃时,半导体电阻阻值R=700Ω,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,故根据公式I=U/R可得,电源的电压:U=I(R+R2)=0.02A×(700Ω+100Ω)=16V;(3)当电流表的读数为0.04A时,电路中的总电阻:R总=U/I=16V/0.04A=400Ω,
此时半导体电阻阻值:R′=R总﹣R2=400Ω﹣100Ω=300Ω,由图甲可知,环境的温度为30℃;(4)由图甲可知,环境温度为100℃时,半导体电阻的阻值R″=100Ω,此时电路中的电流:I″=U/(R″+R2)=16V/(100Ω+100Ω)=0.08A,半导体电阻R在100s内消耗的能量:W=(I″)2R″t=(0.08A)2×100Ω×100s=64J。
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