Question

半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，其電阻受溫度影響較大。如圖甲是某種半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖像。根據(jù)這種半導(dǎo)體材料電阻的特性，小明和他的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電路（如圖乙），可以測(cè)定某一空間的溫度，其中電源電壓是12V，定值電阻R₀的阻值為10Ω。
（1）當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)，電流表的示數(shù)是多少？
（2）電流表的讀數(shù)為0.4A時(shí)，求當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度是多少？
（3）當(dāng)環(huán)境溫度為100℃時(shí)，電路中半導(dǎo)體電阻的電功率是多少？

Answer 1

解：由題意可知
（1）由圖像可知當(dāng)t=20℃時(shí)， 半導(dǎo)體電阻的阻值R₁=50Ω，因?yàn)殡娮鑂與R₀為串聯(lián)，所以當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)，電流表的示數(shù)I₁= ==0.2A；
（2）當(dāng)電流表的讀數(shù)為I₂=0.4A時(shí)， 定值電阻R₀的兩端電壓 U₀=I₂R₀=0.4A×10Ω=4V，所以半導(dǎo)體電阻的兩端電壓 U_R=U-U₀=12V-4V=8V，所以半導(dǎo)體電阻的阻值R₂===20Ω，由圖像可知當(dāng)R=20Ω，t=40℃；
（3）由圖像可知當(dāng)t=100℃時(shí)，半導(dǎo)體電阻的阻值 R₃=10Ω，此時(shí)電流表的示數(shù)為I₃===0.6A，所以半導(dǎo)體電阻的電功率P=I₃²R =（0.6A）²×10Ω=3.6W。