Question

【題目】半導體材料的導電能力介于導體和絕緣體之同，其電阻隨溫度的升高而成小，受溫度影響較大。如圖甲所示的是某個半導體材料的電阻隨溫度変化的關系圖像。根據半導體材料的特性，某同學沒汁了一電路來判定某一空間的溫度，如圖乙所示。已知電源電壓保持不変，定値電阻R0= 10Ω，電流表選用了0~0.6A的量程。

（1）當環境溫度為20 ℃時，電流表的示數為0.2 A，求電源的電壓。

（2）利用圖乙所示的電路，在不損壞電路元件的情況下，計算出所測空間的最高溫度。

（3）若用該半導體材料和電壓表制成一支指針式溫度計（電路圖如圖乙所示，電壓表未接入），想要電壓表的示數隨溫度的升高而増大，則需把電壓表接在圖乙的哪個接線柱上？筒要回答你的理由。

Answer 1

【答案】(1) 12V；(2) 100℃；(3)詳見解析

【解析】

(1)由乙電路圖知道，R與R0 串聯，電流表測電路中的電流，由圖甲知道，當環境溫度為20℃時，R=50Ω，串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，由知道，電源的電壓是：

U=I（R+R0 ）=0.2A×（50Ω+10Ω）=12V；

(2)當電流表的示數是I′=0.6A時，R的阻值最小，則所測空間的溫度最高，此時電路中的總電阻是：

，

則半導體的電阻是：

R′=R總-R0 =20Ω-10Ω=10Ω，

由圖甲知道，對應的溫度為100℃，即所測空間的最高溫度為100℃；

(3)由圖甲知道，溫度升高時，R的阻值減小，電路的總電阻減小，由知道，電路中的電流增大，R0 兩端的電壓增大，由串聯電路中總電壓等于各分電壓之和知道，R兩端的電壓減小，由電壓表的示數隨溫度的升高而増大知道，電壓表應并聯在R0 兩端，即把電壓表接在圖乙的b、c兩個接線柱上。

答：(1)電源的電壓為12V；

(2)所測空間的最高溫度為100℃；

(3)電壓表接在圖乙的b、c兩個接線柱上。