Question

5．如图1所示，R₁=1kΩ，R₂=2kΩ，电源电动势E=6V，内阻可以忽略，图中D为二极管，图2为二极管的I-U特性曲线，试求：

（1）通过二极管的电流值；
（2）电阻R₁消耗的电功率．

Answer 1

分析 （1）根据闭合电路欧姆定律得到流过二极管的电流为I_D和其电压的关系式U_D，在图2上作出其伏安特性曲线，二极管就工作在负载线与I_D～U_D特性曲线的相交点P上，读出电压和电流．
（2）根据串联电路分压规律得到R₁的电压，即可求得R₁消耗的功率

解答 解：（1）设二极管D两端的管压为U_D，流过二极管的电流为I_D．则有：${U}_{D}=E-（I+\frac{{U}_{D}}{{R}_{3}}）{R}_{1}$   
            代入数据：${U}_{D}=4-\frac{2}{3}I$
  在图2中做出其图象：如图
    
则其交点电流为其工作电流，I_D=4mA，交点电压为工作电压：U_D=1.4V
（2）电阻R₁消耗的电功率：P=$\frac{（E-{U}_{D}）^{2}}{{R}_{1}}$=2.18×10^-2W
答：（1）通过二极管的电流值为4mA
   （2）电阻R₁消耗的电功率2.18×10^-2W．

点评 解答本题关键能运用闭合电路欧姆定律得到I_D与U_D的关系式，要理解两种图象交点的含义：表示二极管的工作状态，要有运用数学知识解决物理问题的能力