Question

【題目】半導體材料的導電能力介于導體和絕緣體之間，其電阻受溫度影響較大．如圖甲是某種半導體材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖象．如圖乙是小明和他的同學根據(jù)半導體材料這種電阻的特性自制的半導體溫度計的原理圖，利用電流表的示數(shù)來指示某一空間的溫度．已知電源電壓恒為12V，電流表的量程為0.6A，R0為定值電阻．

請你回答下列問題：

（1）定值電阻R0的作用是 ．

（2）當環(huán)境溫度為20℃時，電流表的示數(shù)為0.2A，則定值電阻R0的阻值為多少？

（3）該溫度計能測量的最高溫度為多少？此時電路中消耗的電功率為多少？

Answer 1

【答案】（1）定值電阻R0的作用是保護電路．

（2）當環(huán)境溫度為20℃時，電流表的示數(shù)為0.2A，則定值電阻R0的阻值為10Ω．

（3）該溫度計能測量的最高溫度為100℃；此時電路中消耗的電功率為7.2W

【解析】試題分析：（1）定值電阻R0串聯(lián)在電路中，可以保護電路．

（2）由圖甲所示圖象求出溫度是20℃時半導體電阻的阻值，然后由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出定值電阻阻值．

（3）電流表示數(shù)為其量程0.6A時，電路電阻最小，此時溫度最高，由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出電路電流是0.6A時半導體電阻的阻值，然后由圖甲所示圖象找出對應的溫度．

解：（1）由電路圖可知，定值電阻R0串聯(lián)在電路中，可以防止溫度太高半導體電阻阻值太小時，電路電流過大而損壞電路元件，定值電阻可以保護電路．

（2）由圖甲所示圖象可知，環(huán)境溫度為20℃時R=50Ω，

∵I=，

∴電路總電阻R總=R+R0===60Ω，

R0=R總﹣R=60Ω﹣50Ω=10Ω；

（3）∵I=，電路最大電流I最大=0.6A，

∴電路總電阻R總′=R′+R0===20Ω，

R′=R總′﹣R0=20Ω﹣10Ω=10Ω；

由圖甲所示圖象可知，半導體電阻是10Ω時的溫度是100℃；

此時電路消耗的總功率P=UI最大=12V×0.6A=7.2W；

答：（1）定值電阻R0的作用是保護電路．

（2）當環(huán)境溫度為20℃時，電流表的示數(shù)為0.2A，則定值電阻R0的阻值為10Ω．

（3）該溫度計能測量的最高溫度為100℃；此時電路中消耗的電功率為7.2W．