初中物理有关半导体中考试题例析知识精讲高振波刘慧娟一、压敏电阻例1.(2003年常州市中考题)近年来,我国汽车工业发展迅速,各种新型汽车不断投入市场。它们均使用汽油做燃料并符合国际排放标准。如图1所示为某新型汽车自动测定油箱内油面高度的电路图,其中电源电压恒为U=6V,R0为定值电阻,A为油量指示表(实际是一只量程为0~0.6A电流表),Rx为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小),关于压敏电阻Rx的阻值与所受液体压强的对应关系如下表所示:图1Rx所受液体压强值/Pa01420284042605680Rx对应的电阻值/Ω45271552.5(1)油箱是圆柱形容器,底面积S=0.15m2,油箱内汽油高度达到h=60cm时油箱即装满,问油箱装满时汽油的质量为多少?此时汽油对油箱底部压敏电阻的压强为多大?(汽油的密度为ρ=0.71×103kg/m3,取g=10N/kg)。(2)油箱装满时,油量指示表的示数如图2所示,求定值电阻R0的阻值。图2(3)当油箱内汽油用空时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值。(4)为测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km路程,油量指示表的指针从“满”处向左逐渐偏转到“E”处,如图3所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少升?图3解析:(1)油箱装满时汽油的质量m==0.71×103×0.15×60×10-2=63.9kg汽油对容器底部的压强P满==0.71×103×10×60×10-2=4260Pa(2)当油箱装满油时,油量表(A表)为满量程,示数为I满=0.6A。则电路中的总电阻为R总=U/I满=10Ω根据装满油时容器底的压强值,查表可知Rx的值Rx满=5Ω。所以R0=R总-Rx满=10-5=5Ω(3)当油箱空着的时候,容器底的压强为0,由表格提供的数据可知此时Rx空=5Ω。根据欧姆定律,电流表示数I空=U/(Rx空+R0)=6/(45+5)=0.12A(4)当油量表指针在“E”处时,电路中的电流为IE=0.3A。则Rx的值为RxE=U/IE-R0=6/0.3-5=15Ω由表格提供的数据可知,此时容器底的压强为2840Pa,所以汽油的高度hE=PE/(ρg)=2840/(0.71×103×10)=0.4m消耗汽油的体积为VE=S(h-hE)=0.15×(0.6-0.4)=0.03m3因此汽车每行驶100km的油耗VE'=VE/3=0.01m3=10L二、热敏电阻例2.(2005年北京海淀区中考题)有一种半导体材料的电阻随着温度的变化明显改变,用这种材料制作的电阻称为热敏电阻,图4所示为热敏电阻随温度变化的图象。小马同学用该热敏电阻和电压表设计了一只测量范围为0~100℃的水温表,图5为这个水温表的原理图,图中的电压表量程为0~3V,定值电阻R0的阻值为100Ω。当水温达到100℃时,要求电压表的示数达到最大值。图4图5(1)根据图象回答该热敏电阻在100℃时的电阻值为多大?(2)小马同学将电压表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘,如果每10℃画一条刻度线,这个刻度盘的刻度是否均匀?(3)通过计算说明改画的水温表刻度盘上的0℃应该与电压表刻度盘的什么位置对应?解析:(1)由图象可知该热敏电阻在100℃时的电阻值为100Ω。(2)不均匀。设电源电压为U,则热敏电阻阻值为R热时,电压表示数为U、R0不变,但热敏电阻阻值变化是不均匀的,故U0与R热不成正比例关系。(3)当温度t=100℃时,R热=100Ω,电压表示数U0=3V,R0=100Ω。因为R热与R0串联,有U0/U=R0/(R热+R0)解得电源电压U=(R0+R热)U0/R0=(100+100)×3/100=6V当温度t'=0℃时,R热'=500Ω。设电压表示数为U0',同理有解得即改画的水温表刻度盘上的0℃应该与电压表刻度盘的1V对应。三、光敏电阻和声敏电阻例3.(2004年连云港市中考题)居民楼的楼道里,夜间只是偶尔有人经过,电灯总是亮着造成很大浪费,科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”——天黑时,自动闭合,天亮时,自动断开;利用“声敏”材料制成“声控开关”——当有人走动发出声音时自动闭合,无人走动时自动断开。若将这两种开关配合作用,就可以使楼道灯变得“聪明”(如图6),则这种聪明的电路是()图6解析:A电路中,当有人走动时声控开关闭合将电源短路;C电路中,当天黑时光控开关闭合将电源短路,故A、C电路是错误的。B电路中,天亮时光控开关断开,但走动的人多声控开关闭合,则...