Question

【题目】【2016·娄底卷】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？

Answer 1

【答案】（1）保护电路；（2）16V（3）30℃；（4）64J

【解析】

（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。