Question

8．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．

（1）当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源的电压．
（2）电流表的读数为0.3A时，求电阻R₀消耗的电功率．

Answer 1

分析 （1）由图象找出t=20℃时半导体电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（2）由串联电路特点知通过R₀的电流，由P=I²R计算R₀消耗的电功率．

解答 解；
（1）由图甲可知，当t=20℃时，半导体电阻R=50Ω，
由图乙可知，R和R₀串联，
由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：
U=I（R+R₀）=0.2A×（50Ω+40Ω）=18V；
（2）串联电路中电流处处相等，
P₀=I²R₀=（0.3A）²×40Ω=3.6W．
答：（1）电源的电压为18V；
（2）电流表的读数为0.3A时，电阻R₀消耗的电功率为3.6W．

点评 本题考查了学生的识图能力与欧姆定律的应用，根据图象获取某温度下的电阻值是解题的前提与关键．