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8.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系圖象,根據這種半導體材料電阻的特性,小星和他的同學設計了一個電路(如圖乙).利用這個電路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(12V)、電流表(0--0.6A)、電壓表(0--15V)、開關、定值電阻R0(10歐)、導線若干.
(1)當某一空間的溫度從20℃升到40℃時,電流表的示數如何變化?變大.
(2)當電流表的讀數為0.2A時,所測定的環境溫度為多少℃?
(3)當所測定的環境溫度為40℃時,半導體電阻R1的電功率是多少瓦?

分析 (1)由圖甲可知溫度從20℃升到40℃時半導體電阻的變化,根據歐姆定律可知電路中電流的變化,從而得出電流表示數的變化;
(2)當電流表的讀數為0.2A時,根據歐姆定律求出歐姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯求出R的阻值,然后根據圖甲讀出所測定的環境溫度;
(3)當所測定的環境溫度為40℃時,根據圖甲讀出半導體的電阻值,根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流,再根據P=UI=I2R求出半導體電阻R1的電功率.

解答 解:(1)由圖甲可知,溫度從20℃升到40℃時,半導體電阻R的阻值變小,電路中的總電阻變小,
由I=$\frac{U}{R}$可知,電路中的電流變大,即電流表的示數變大;
(2)當電流表的讀數為0.2A時,電路中的總電阻:
R=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω,
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,半導體電阻的阻值:
R=R-R0=60Ω-10Ω=50Ω,
由圖甲可知,所測定的環境溫度為20℃;
(3)由圖甲可知,當所測定的環境溫度為40℃時,半導體的電阻R1=20Ω,
此時電路中的電流:
I2=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{12V}{10Ω+20Ω}$=0.4A,
半導體電阻R1的電功率:
P1=I22R1=(0.4A)2×20Ω=3.2W.
答:(1)變大;
(2)當電流表的讀數為0.2A時,所測定的環境溫度為20℃;
(3)當所測定的環境溫度為40℃時,半導體電阻R1的電功率是3.2W.

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,從圖象中讀出半導體的電阻值與溫度的對應關系是關鍵.

練習冊系列答案
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19.某實驗小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材測量大氣壓強的值,實驗步驟如下:
(1)如圖甲所示,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,這樣做的目的是排出注射器內的空氣.
(2)如圖乙所示,用細繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平向右慢慢拉動注射器筒,當注射器中的活塞剛被拉動時,記下彈簧測力計的示數為30N.

(3)如圖丙所示,用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為6.00cm,計算出活塞的橫截面積.
(4)計算得到大氣壓強的數值為9×105Pa.
(5)在實驗中,發現實驗誤差較大,小明認為在排氣時,注射器小孔處的空氣沒有排盡,所以在操作過程中,把注射器的活塞推至注射器筒的底端時灌滿水,你認為這樣的方法好嗎?說明你的觀點.
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16.小明利用小注射器(容積為1mL)、彈簧測力計、刻度尺等器材測量大氣壓強的值,實驗步驟如下:
(1)把注射器的活塞推至筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,這樣做的目的是為了排盡注射器內的空氣.
體積長度拉力大氣壓強
cmLbcmaN
(2)小明用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平向右慢慢拉動注射器筒,當注射器中的活塞被勻速拉動時,記下彈簧測力計的示數為aN,其它數據均記錄在表中(已知注射器的全部刻度的長度為bcm;注射器的體積為cmL).依照他的數據算出大氣壓的值為$\frac{ab}{c}$×104Pa(字母表示).
(3)當檢查這個實驗時,小明發現由于疏忽,忘記用橡皮帽堵住注射器的小孔.那么此時測量的不是大氣壓給活塞的壓力大小,而是活塞所受的摩擦力大小.將這個缺點改進后,依舊沿水平方向勻速拉動注射器,重新測得拉力.

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3.能源危機是全球性問題,開發和利用太陽能是解決能源危機的有效途徑之一.太陽能是21世紀重點發展的能源之一.

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D.若向容器中倒入小于該液體密度的另一種液體,則ρ↓→F↓=ρgV→細線對A的拉力F↑=ρgV-F

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