電阻溫度計是由半導體材料製成的．如圖*是某半導體電阻R隨溫度變化的關係圖象．根據這種半導體材料電阻的特*，小明...

問題詳情：

電阻溫度計是由半導體材料製成的．如圖*是某半導體電阻R隨溫度變化的關係圖象．根據這種半導體材料電阻的特*，小明和他的同學設計了一個電路（如圖乙），可以測定某一環境的溫度，使用的器材有：半導體電阻R、電源、電流表（0﹣100mA）、開關、定值電阻R2（100Ω）、導線若干．

（1）定值電阻R2在電路中的作用是什麼？　　　　　　．

（2）當環境溫度為10℃，電流表的讀數為0.02A，求電源電壓．

（3）當電流表的讀數為0.04A時，求當時的環境溫度．

（4）當環境溫度為100℃時，半導體電阻R在100s內消耗的能量是多少？

【回答】

【分析】（1）如果沒有定值電阻的話，則當半導體電阻越來越小的時候，電路中的電流就會越來越大，可能會燒壞電流表；

（2）由圖*可知，環境溫度為10℃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；

（3）當電流表的讀數為0.04A時，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出半導體電阻阻值，根據圖象得出當時的環境溫度；

（4）由圖*可知環境溫度為100℃時半導體電阻的阻值，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，再根據W=I2Rt求出半導體電阻R在100s內消耗的能量．

【解答】解：（1）由電路圖可知，定值電阻R0串聯在電路中，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*可知，環境溫度為10℃時，半導體電阻阻值R=700Ω，

因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和，

所以，由I=可得，電源的電壓：

U=I（R+R2）=0.02A×（700Ω+100Ω）=16V；

（3）當電流表的讀數為0.04A時，電路中的總電阻：

R總===400Ω，

此時半導體電阻阻值：

R′=R總﹣R2=400Ω﹣100Ω=300Ω，

由圖*可知，環境的溫度為30℃；

（4）由圖*可知，環境溫度為100℃時，半導體電阻的阻值R″=100Ω，

此時電路中的電流：

I″===0.08A，

半導體電阻R在100s內消耗的能量：

W=（I″）2R″t=（0.08A）2×100Ω×100s=64J．

答：（1）保護電路；

（2）電源的電壓為16V

（3）當電流表的讀數為0.04A時，環境溫度為30℃；

（4）當環境溫度為100℃時，半導體電阻R在100s內消耗的能量是64J．

【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的應用，從圖象中讀出電阻和溫度對應的值是關鍵．

知識點：電功率單元測試

題型：計算題