题目内容
【题目】阅读短文,回答问题:
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0.8 V时,二极管处于导通状态
B.当该二极管两端的正向电压为0.2 V时,二极管处于导通状态
C.当该二极管两端的反向电压为10 V时,二极管处于截止状态
D.当该二极管两端的反向电压为50 V时,二极管将会被击穿
(2)该发光二极管两端的正向电压为0.5 V时的电阻_________(填“大于”“等于”或“小于”)正向电压为0.7 V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_________℃。
【答案】B 大于 100
【解析】
由图甲明确横纵坐标轴所代表的含义,可判断选项中的说法是否正确;
由图甲找出0.5V和0.7V时对应的电流变化情况,可判断二极管的电阻变化情况;明确“居里点温度”的含义,观察图乙可找出其对应的温度值。
(1)A、由图甲可知,当该二极管两端的正向电压为0.8V时,电流为20mA,所以此时二极管处于导通状态,故A正确,不符合题意;
B、由图甲可知,当该二极管两端的正向电压为0.2V时,电流为0,处于于截止状态,故B错误,符合题意;
C、由图甲可知,当该二极管两端的反向电压为10V时,二极管中的电流为零,处于截止状态,故C正确,不符合题意;
D、由图甲可知,当该二极管两端的反向电压为50V时,二极管中的反向电流突然增大,二极管将会被击穿,故D正确,不符合题意。
故选B;
(2)由图甲可知,该发光二极管两端的正向电压为0.5V时,电路中的电流小于正向电压为0.7V时的电流,且I-U曲线的倾斜程度变大,由欧姆定律可知,二极管的电阻逐渐减小,所以0.5V时的电阻大于0.7V时的电阻;
(3)根据居里点温度的含义“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”,由图象乙可知该PTC陶瓷电热元件的居里点温度为100℃。