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物理必考半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间.其电阻受温度影响较

2024-01-19 14:50:10信息公告517

半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻受温度影响较大.下表是班上探究小组对某种半导体材料的电阻R随温度变化所测量的有关数据.keQ物理好资源网(原物理ok网)

环境温度/℃2030406080100
半导体材料电阻R/Ω50.024.920.013.211.110.0
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如图所示的电路,可以测定某一空间的温度.使用的器材如下:半导体电阻R、电源、电流表(0~0.6A)、开关S、定值电阻R0(10Ω)、导线若干.keQ物理好资源网(原物理ok网)

(1)当环境温度为20℃时,电流表的读数为0.2A,求电源的电压.keQ物理好资源网(原物理ok网)

(2)当电流表的读数为0.4A时,求当时环境温度.

试题答案

解:(1)由表中数据知:keQ物理好资源网(原物理ok网)

当t=20℃时,半导体材料电阻R=50.0Ω,keQ物理好资源网(原物理ok网)

电源的电压U=IR+IR0=0.2A×50.0Ω+0.2A×10Ω=12V;keQ物理好资源网(原物理ok网)

(2)当电流表的读数为0.4A时:keQ物理好资源网(原物理ok网)

R0两端的电压U0=IR0=0.4A×10Ω=4V,keQ物理好资源网(原物理ok网)

半导体材料电阻两端的电压UR=U-U0=12V-4V=8V,keQ物理好资源网(原物理ok网)

半导体电阻的阻值是R===20Ω,keQ物理好资源网(原物理ok网)

由表中数据知:环境温度是40℃.keQ物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)电源的电压为12V;keQ物理好资源网(原物理ok网)

(2)当电流表的读数为0.4A时,环境温度为40℃.keQ物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)由表格可得20℃时半导体的电阻值R,然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出电源电压.keQ物理好资源网(原物理ok网)

(2)由欧姆定律求出电流为0.4A是定值电阻电压,根据串联电路的电压特点求出此时半导体电阻两端的电压,再由欧姆定律求出半导体电阻的阻值,最后由表格得出环境温度.keQ物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算,能根据表格获取某温度下的电阻值是解题的前提与关键.keQ物理好资源网(原物理ok网)

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