题目内容
半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的,利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途.
(1)一个由某半导体材料制成的加热器,通电后,加热器在发热的同时,也在向外界放热.图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图象,由图象可知,加热器工作时的稳定温度为

(2)如图乙是由某金属材料制成的电阻R随温度t变化的图象,由图象可知:温度为0℃时,电阻R的阻值是
(1)一个由某半导体材料制成的加热器,通电后,加热器在发热的同时,也在向外界放热.图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图象,由图象可知,加热器工作时的稳定温度为
70
70
℃;当温度稍低于稳定温度时,P发热>
>
P散热(>/=/<);温度由0℃升高到100℃的过程中,该半导体材料的电阻变化情况是先变小后变大
先变小后变大
.(2)如图乙是由某金属材料制成的电阻R随温度t变化的图象,由图象可知:温度为0℃时,电阻R的阻值是
100
100
Ω;当温度升高时,电阻R的阻值变大
变大
(变大/不变/变小).若用该电阻R与电源(电压为3V)、电流表(量程为0~5mA)、定值电阻R′=480Ω串联起来,连接成如图丙所示的电路.用该电阻R做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,得到一个简单的“金属电阻温度计”.电流刻度较小处对应的温度刻度较高
高
;该温度计能测量的最低温度为90
90
℃.分析:(1)由图象可知,加热器工作时的稳定温度和当温度稍低于稳定温度时,发热功率和散热功率的关系;根据公式R=
可知半导体材料的电阻变化情况;
(2)从图象上可以看出,电阻与温度的关系,根据欧姆定律算出R′两端的电压,进一步求出R两端电压;根据公式R=
求出电路的最小电阻;再根据温度与电阻的关系求出温度计能测量的最低温度.
| U2 |
| P |
(2)从图象上可以看出,电阻与温度的关系,根据欧姆定律算出R′两端的电压,进一步求出R两端电压;根据公式R=
| U |
| I |
解答:解:(1)由图象可知,加热器工作时当温度为70℃时,发热功率和散热功率相同,故稳定温度为70℃.当温度稍低于稳定温度时,由图象可知,发热功率大于散热功率;温度由0℃升高到100℃的过程中,由R=
可知,U不变,P是先增大,后减小.故R是先减小后增大.
(2)图象可知:当温度为0℃时,电阻R的阻值为100Ω,当电阻的温度为60℃时,电阻R的阻值为180Ω,当电阻的温度为100℃时,电阻R的阻值大于电阻的温度为60℃时电阻值.
由欧姆定律知道:电压一定时,电流越大,电阻越小.而由图象可知:电阻越小,温度越低,当温度升高时,电阻R的阻值变大;
电阻越大说明电路电流越小,温度越高,所以电流刻度较小处对应的温度刻度较高;
电流最大为0.005A;用R′=480Ω和I=0.005A,可算出R′两端的电压U=IR'=2.4V;
则R两端电压为:3V-2.4V=0.6V
电阻最小R=
=
=120Ω;
由图知100Ω时温度为0℃;当电阻的温度为60℃时,电阻R的阻值为180Ω,所以当电阻为1Ω的时候,电阻的温度为
℃=
℃;
所以当电阻为120Ω时,电阻的温度为
℃×120=90℃;
故答案为:(1)70,>,先变小后变大;(2)100;变大;高;90.
| U2 |
| P |
(2)图象可知:当温度为0℃时,电阻R的阻值为100Ω,当电阻的温度为60℃时,电阻R的阻值为180Ω,当电阻的温度为100℃时,电阻R的阻值大于电阻的温度为60℃时电阻值.
由欧姆定律知道:电压一定时,电流越大,电阻越小.而由图象可知:电阻越小,温度越低,当温度升高时,电阻R的阻值变大;
电阻越大说明电路电流越小,温度越高,所以电流刻度较小处对应的温度刻度较高;
电流最大为0.005A;用R′=480Ω和I=0.005A,可算出R′两端的电压U=IR'=2.4V;
则R两端电压为:3V-2.4V=0.6V
电阻最小R=
| U |
| I |
| 0.6V |
| 0.005A |
由图知100Ω时温度为0℃;当电阻的温度为60℃时,电阻R的阻值为180Ω,所以当电阻为1Ω的时候,电阻的温度为
| 60 |
| 180-100 |
| 3 |
| 4 |
所以当电阻为120Ω时,电阻的温度为
| 3 |
| 4 |
故答案为:(1)70,>,先变小后变大;(2)100;变大;高;90.
点评:本题考查了电压、电阻的计算,关键是公式及其变形的灵活应用,难点是对图象的释读能力和欧姆定律的应用,是一道难题.
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