问题 填空题

半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的,利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途。

(1)一个由某半导体材料制成的加热器,通电后,加热器在发热的同时,也在向外界放热。图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图像,由图像可知,加热器工作时的稳定温度为     ℃;当温度稍低于稳定温度时,P发热      (>/=/<)P散热;温度由0℃升高到100℃的过程中,该半导体材料的电阻变化情况是                    

(2)如图乙是由某金属材料制成的电阻R随温度t变化的图像,由图像可知:温度为0℃时,电阻R的阻值是      Ω;当温度升高时,电阻R的阻值      (变大/不变/变小).若用该电阻R与电源(电压为3V)、电流表(量程为0~5mA)、定值电阻R′=480Ω串联起来,连接成如图丙所示的电路。用该电阻R做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,得到一个简单的“金属电阻温度计”。电流刻度较小处对应的温度刻度较      ;该温度计能测量的最低温度为      ℃。

答案

(1)70,>,先变小后变大(2)100,变大,高,15

(1)由图象可知,加热器工作时当温度为70℃时,发热功率和散热功率相同,故稳定温度为70℃.当温度稍低于稳定温度时,由图象可知,发热功率大于散热功率;温度由0℃升高到100℃的过程中,由R=U2 /P 可知,U不变,P是先增大,后减小.故R是先减小后增大.

(2)图象可知:当温度为0℃时,电阻R的阻值为100Ω,当电阻的温度为60℃时,电阻R的阻值为180Ω,当电阻的温度为100℃时,电阻R的阻值大于电阻的温度为60℃时电阻值.

由欧姆定律知道:电压一定时,电流越大,电阻越小.而由图象可知:电阻越小,温度越低,当温度升高时,电阻R的阻值变大;

电阻越大说明电路电流越小,温度越高,所以电流刻度较小处对应的温度刻度较高;

电流最大为0.005A;用R′=480Ω和I=0.005A,可算出R′两端的电压U=IR'=2.4V;

则R两端电压为:3V-2.4V=0.6V

电阻最小R="U" /I ="0.6V/" 0.005A =120Ω;

由图知100Ω时温度为0℃;当电阻的温度为60℃时,电阻R的阻值为180Ω,所以当电阻为1Ω的时候,电阻的温度为60 /(180-100 ℃)="3" /4 ℃;

所以当电阻为120Ω时,电阻的温度为3 /4 ℃×120=90℃;

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