Question

5．如圖1所示，R₁=1kΩ，R₂=2kΩ，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻可以忽略，圖中D為二極管，圖2為二極管的I-U特性曲線，試求：

（1）通過二極管的電流值；
（2）電阻R₁消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律得到流過二極管的電流為I_D和其電壓的關(guān)系式U_D，在圖2上作出其伏安特性曲線，二極管就工作在負(fù)載線與I_D～U_D特性曲線的相交點P上，讀出電壓和電流．
（2）根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律得到R₁的電壓，即可求得R₁消耗的功率

解答 解：（1）設(shè)二極管D兩端的管壓為U_D，流過二極管的電流為I_D．則有：${U}_{D}=E-（I+\frac{{U}_{D}}{{R}_{3}}）{R}_{1}$   
            代入數(shù)據(jù)：${U}_{D}=4-\frac{2}{3}I$
  在圖2中做出其圖象：如圖
    
則其交點電流為其工作電流，I_D=4mA，交點電壓為工作電壓：U_D=1.4V
（2）電阻R₁消耗的電功率：P=$\frac{（E-{U}_{D}）^{2}}{{R}_{1}}$=2.18×10^-2W
答：（1）通過二極管的電流值為4mA
   （2）電阻R₁消耗的電功率2.18×10^-2W．

點評 解答本題關(guān)鍵能運用閉合電路歐姆定律得到I_D與U_D的關(guān)系式，要理解兩種圖象交點的含義：表示二極管的工作狀態(tài)，要有運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力