Question

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．如圖所示，甲是某種半導體材料的電阻隨著溫度變化的關系圖象．根據這種半導體材料電阻的特性，小明和他的同學設計了一個電路圖乙所示，可以測定某一空間的溫度，使用的器材如下：半導體電阻R、電源（電壓恒定）、電流表（0～0.6A）、開關、定值電阻R₀（10Ω）、導線若干．

（1）由圖象可知，隨著半導體電阻的溫度升高，其阻值將

變小

，電流表示數將

變大

．（選填“變大”、“變小”、或“不變”）
（2）定值電阻R₀的作用是

保護電路

．
（3）當環境溫度為40℃時，電流表的讀數為0.4A，電源的電壓

12

V．
（4）若電流表的讀數為0.2A，則此時的環境溫度為

20

℃，半導體電阻兩端的電壓為

10

V．

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，半導體電阻R與R₀串聯，電流表測電路中的電流，根據圖象可知半導體電阻隨溫度的變化，電路中總電阻的變化，根據歐姆定律可知電路中電流的變化；
（2）串聯電阻具有保護電路的作用，防止電路電流過大燒壞元件；
（3）根據圖象讀出環境溫度為40℃時半導體電阻的阻值，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電源的電壓；
（4）根據歐姆定律求出電流表的讀數為0.2A時電路中的總電阻，根據電阻的串聯求出半導體電阻的阻值，根據圖象讀出環境溫度，再根據歐姆定律求出半導體電阻兩端的電壓．

解答：解：（1）由電路圖可知，半導體電阻R與R₀串聯，電流表測電路中的電流，
根據圖象可知，半導體電阻隨溫度升高而變小，此時電路中的總電阻變小，
根據歐姆定律可知，電路中的電流變大，即電流表的示數變大；
（2）定值電阻R₀的作用是保護電路，防止電路電流過大，燒壞電路元件；
（3）由圖象可知，當環境溫度為40℃時，半導體電阻R=20Ω，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴電源的電壓：
U=I（R+R₀）=0.4A×（20Ω+10Ω）=12V；
（4）若電流表的讀數為0.2A，則電路中的總電阻：
R_總=

U

I′

=

12V

0.2A

=60Ω，
則半導體電阻的阻值：
R′=R_總-R₀=60Ω-10Ω=50Ω，
由圖象可知，對應環境的溫度為20℃，
此時半導體電阻兩端的電壓：
U′=I′R′=0.2A×50Ω=10V．
故答案為：
（1）變小；變大；
（2）保護電路；
（3）12；
（4）20；10．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的應用，培養了學生分析圖象的能力，看懂圖象和電路圖是解答的關鍵．