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.如图甲是某种半导体材料的电阻R1随温度变化的关系图象.根

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  • 解题思路:(1)由乙图可知R1和R2串联,电流表测量的是整个电路中的电流,根据环境温度,从甲图中找出半导体材料电阻R1的大小,知道定值电阻R2的阻值,利用串联电路电阻的特点计算出电路中的总电阻,又知道电路中的电流,可利用公式U=IR计算电源电压.

    (2)知道电源电压和电路中的电流,可利用公式R=[U/I]计算出电路中的总电阻,又知道定值电阻R2的阻值,利用串联电路电阻的特点计算出此时半导体材料电阻R1的大小,然后从甲图找出环境温度,最后利用公式P=I2R计算出半导体电阻消耗的实际电功率.

    (1)由乙图可知R1和R2串联,当t=20℃时,半导体电阻R1=50Ω,

    而定值电阻R2=10Ω,

    ∴电路中的总电阻为:R=R1+R2=50Ω+10Ω=60Ω,

    而电路中的电流为I=0.2A,

    ∴电源电压为:U=IR=0.2A×60Ω=12V.

    (2)此时电路中的电流为:I′=0.4A,

    则此时电路中的总电阻为:R=[U/I′]=[12V/0.4A]=30Ω,

    而定值电阻R2=10Ω,

    ∴此时半导体材料的电阻为:R1′=R-R2=30Ω-10Ω=20Ω,

    从甲图可知,当半导体电阻R1=20Ω时,环境温度为40℃,

    故半导体电阻消耗的实际电功率为:P1=I′2R1′=(0.4A)2×20Ω=3.2W.

    答:(1)电源电压为12V.

    (2)这时半导体电阻消耗的实际电功率是3.2W.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;半导体的特点;串联电路的电流规律;电阻的串联;电功率的计算.

    考点点评: 本题考查了串联电路电流和电阻的特点,以及可以利用欧姆定律和电功率的公式进行分析和计算,同时培养了学生分析图象的能力,要看懂图象和电路图后才能准确作答.

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