把晶体二极管D和电阻R串联起来，连接成如图(a)的电路，电源的电动势E＝5．0V，内阻不计，二极管两端电压U与其中的电流I的关系曲线(伏安特性曲线)如图(b)，但为简单起见，可近似

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

把晶体二极管D和电阻R串联起来，连接成如图(a)的电路，电源的电动势E＝5．0V，内阻不计，二极管两端电压U与其中的电流I的关系曲线(伏安特性曲线)如图(b)，但为简单起见，可近似地看作直线，直线与横轴的交点EO＝1V (见（b）图中的虚线)，即二极管上所加电压U＜EO时电流为零，U＞EO时，I和U为线性关系，此二极管消耗的电功率超过4.0W时将被烧坏．试问：

小题1:电阻R最小要多大才不致烧坏二极管?
小题2:在保证不致烧坏二极管的条件下R值为多大时，输入给R的功率为最大?此功率最大值等于多少瓦?

◎ 答案


小题1:I≤2A
小题2:6W

◎ 解析


小题1:依题意，由图（b）可得二极管电流和电压的关系为：I＝2U－2  ① 
又二极管的功率：P＝UI≤4W   
将①代入②得：U2－U－2≤0  解得：U≤2V 
代入①得：I≤2A
小题2:由闭合电路欧姆定律  E＝U＋IR 得 R≥1.5Ω
输入给R的功率PR＝（E－U）I＝（E—U）(2U－2)＝－2U2＋12U－10＝－2（U－3）＋8
可见PR随U按抛物线规律变化，其开口向下，最大值时 U＝3V，故要使R的功率最大，其电压只能是二极管不被烧坏的最大电压U＝2V。这样R＝1.5Ω  PR的最大值PR＝（E－U）I＝6W

◎ 知识点

    专家分析，试题“把晶体二极管D和电阻R串联起来，连接成如图(a)的电路，电源的电动势E＝5．0V，内阻不计，二极管两端电压U与其中的电流I的关系曲线(伏安特性曲线)如图(b)，但为简单起见，可近似…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

烧坏 晶体二极管 闭合电路 知识点 两端
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