Question

19．半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻随温度的升高而减小，且受温度影响较大，如图甲所示，是某半导体材料的电阻随温度变化的关系图象．根据这种半导体材料特性，某同学设计了一个电路，如图乙所示，可以测定某一空间的温度，已知定值电阻R₀阻值为40Ω，电源电压为18V．
（1）当环境温度为20℃时，半导体材料的电阻阻值为50Ω，求此时电流表的读数．
（2）电流表的读数为0.3A时，求此时该空间的温度．

Answer 1

分析 （1）当环境温度为20℃时，根据图甲读出半导体材料的电阻阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出此时电流表的读数；
（2）电流表的读数为0.3A时，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出半导体材料的电阻阻值，根据图甲读出此时该空间的温度．

解答 解：（1）由图甲可知，当环境温度为20℃时，R=50Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中电流表的读数：
I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{18V}{50Ω+40Ω}$=0.2A；
（2）电流表的读数为0.3A时，电路中的总电阻：
R_总=$\frac{U}{I′}$=$\frac{18V}{0.3A}$=60Ω，
半导体材料的电阻：
R′=R_总-R₀=60Ω-40Ω=20Ω，
由图甲可知，该空间的温度为40℃．
答：（1）50Ω；此时电流表的读数为0.2A；
（2）电流表的读数为0.3A时，该空间的温度为40Ω．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中读出半导体电阻阻值与对应温度的关系是关键．