例析中考热点——半导体性质

2009-06-25刘明荣

物理教学探讨·初中学生版 2009年1期

刘明荣

半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，受温度和光照等外在条件的影响较大。在半导体中掺入少量的其他元素，半导体的导电性能就会得到很大的改善。用半导体制成的二极管、三极管、光敏电阻、压敏电阻、热敏电阻等，已成为电子仪器的重要元器件。近年来，以半导体性质为命题载体的中考题也成为一大考试热点。同学们在完成这类习题时，要认真阅读题目所给素材，从中获取有用的信息，再结合物理规律解题。

一、二极管的单向导电性类习题

例1（2006·海淀）阅读下面短文，回答问题。

二极管的导电特性

二极管是一种电学元件，它最重要的特性就是单向导电性。图1甲所示是二极管的实物图和它的电路图符号，在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实脸说明二极管的单向导电性。

方法是：将二极管与一个小灯泡、一个开关串联在干电池两端。闭合开关后，若灯泡亮，表明二极管的连接方式是图1乙所示，这种连接方式相当于电路中的通路状态；若灯泡不亮，表明二极管的连接方式是图1丙所示，这种连接方式相当于电路中的断路状态。这个实验很直观地说明了二极管的单向导电性。

（1）把二极管、小灯泡、电池、开关分别连接成图2所示电路，请分别说明闭合开关后甲、乙电路中的小灯泡是否发光？

（2）请设计一个实验，利用二极管判断蓄电池的正负极（没有电压表、电流表，其他器材自选）。请在虚线解析：（1）由二极管的单向导电性可知：电流由二极管的正极流入，二极管相当于一根导线，电路形成通路；电流由二极管的负极流入，二极管相当于开关断开，电路形成断路。所以，图2甲中小灯泡发光，图2乙中小灯泡不发光。

（2）电路图如图3所示。判断方法：闭合开关后，若小灯泡亮，则二极管正极一端是蓄电池的正极；若小灯泡不亮，则二极管正极一端是蓄电池的负极。

二、光敏电阻的性质类习题

例2（2007·连云港）图4甲所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为一激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接一“示波器”（示波器的接入不影响电路）。光敏电阻两端的电压随时间变化的图象，可由示波器显示出来。水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若运送边长为0.1 m，质量为0.6 kg的均匀正方体产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图4乙所示。请回答下列问题：

（1）此产品的密度为多大？

（2）产品对传送带的压强为多大？（g取10 N/kg）

（3）已知计数器电路的电源电压恒为6 V，保护电阻R2的阻值为40 Ω，求光敏电阻在两种状态下的阻值分别为多大？光敏电阻1 h消耗的电能为多少？

（3）有光照射时

U1=2 V

U2=U－U1=4 V

光被挡住时

U1′=4 V

U２′=U－U1′=2 V

光敏电阻1 h消耗的电能

W总＝W1＋W2＝（480＋240） J＝720 J

三、压敏电阻的性质类习题