題目如圖1所示，電阻Ｒ₁＝Ｒ₂＝1ｋΩ，電源電動(dòng)勢(shì)＝6Ｖ，兩個(gè)相同的二極管Ｄ串聯(lián)在電路中，二極管D的Ｉ_Ｄ-Ｕ_Ｄ特性曲線如圖2所示，試求：

（1）　　　　過(guò)二極管Ｄ的電流．

（2）電阻Ｒ₁消耗的功率．

圖1

圖2

分析　這道題是第十六屆中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題的第六題，而且是含有半導(dǎo)體特征的恒壓源電路，而半導(dǎo)體材料二極管特征曲線呈非線性變化，這個(gè)問(wèn)題與中學(xué)生常見的穩(wěn)恒電路有明顯區(qū)別，導(dǎo)致一些考生難以找準(zhǔn)切入點(diǎn)．在高中階段，學(xué)生學(xué)習(xí)的是恒定電流，在穩(wěn)恒電路中路端電壓與電路中的電流呈線性變化．那么如何應(yīng)用學(xué)生已掌握的知識(shí)去解決這個(gè)新問(wèn)題呢?下面通過(guò)對(duì)一道穩(wěn)恒電路例題的解法進(jìn)行聯(lián)想，利用這個(gè)解法信息的遷移，尋找其相似或相近的思維去解決問(wèn)題．

　　例題?如圖3所示電路，Ｒ是一個(gè)滑動(dòng)變阻器，閉合開關(guān)Ｓ，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，可測(cè)得電源的路端電壓與電流變化的關(guān)系如圖4所示，試求在Ｒ取值為1Ω時(shí)，通過(guò)Ｒ的電流強(qiáng)度大�。�

　　解析?題中已給出電源的路端電壓與電流關(guān)系圖象，利用圖解法，建立Ｒ＝1Ω時(shí)通過(guò)Ｒ的電流與電壓的關(guān)系Ｕ＝ＩＲ＝Ｉ，即Ｕ-Ｉ圖象（畫出Ｕ-Ｉ圖象），這個(gè)圖象與題目中已知的電源端電壓與電流的關(guān)系的圖象相交于一點(diǎn)Ｃ，Ｃ點(diǎn)坐標(biāo)為Ｃ（2，2），即Ｉ＝2Ａ，Ｕ＝2Ｖ，從圖象上直接讀出所求的值，Ｉ＝2Ａ就是Ｒ＝1Ω時(shí)通過(guò)的電流大�。�

圖3

圖4

　　利用上例圖解法解題的信息，進(jìn)行聯(lián)想與對(duì)比，雖然上例與預(yù)賽題第六題有所區(qū)別，但二者同是恒源電路，有相近或相似的特點(diǎn)，這樣就可以利用上例的解法信息遷移，用圖解法解預(yù)賽題的第六題．
　　原題解析?根據(jù)圖解法的特點(diǎn)，已知二極管Ｄ的Ｉ_Ｄ-Ｕ_Ｄ的特征曲線，只要能找出當(dāng)＝6Ｖ時(shí)通過(guò)Ｄ的電流Ｉ_Ｄ與加在Ｄ兩端電壓的關(guān)系式并作出圖象，與Ｕ_Ｄ-Ｉ_Ｄ變化的特征曲線相交于一點(diǎn)，通過(guò)這一點(diǎn)坐標(biāo)值的讀數(shù)，便可求出＝6Ｖ時(shí)通過(guò)D的電流．
　　（1）設(shè)ｄ的兩端電壓為Ｕ_Ｄ，電流為Ｉ_Ｄ，因?yàn)椴⒙?lián)部分二極管支路由兩個(gè)二極管串聯(lián)，所以Ｒ₂兩端電壓為2Ｕ_Ｄ，則
　　　�。剑�₁＋2Ｕ_Ｄ，
　　　�。�₁＝Ｉ₁Ｒ₁．
　　　?Ｉ₁＝Ｉ₂＋Ｉ_Ｄ，
　　??Ｉ₂＝2Ｕ_Ｄ／Ｒ₂．
以上各式可得：＝2Ｕ_ＤＲ₁／Ｒ₂＋2Ｕ_Ｄ＋Ｉ_ＤＲ₁，
因?yàn)椤??＝6Ｖ，Ｒ₁＝Ｒ₂＝1000Ω，
整理得??Ｕ_Ｄ＝1．5－250Ｉ_Ｄ．
作出它的圖象與特征曲線相交于一點(diǎn)（1，2），如圖5所示，即

圖5

　�。�_Ｄ＝2ｍＡ，Ｕ_Ｄ＝1Ｖ，
所以當(dāng)＝6Ｖ時(shí)通過(guò)Ｄ的電流
　�。�_Ｄ＝2ｍＡ．
　　（2）Ｉ₂＝2Ｕ_Ｄ／Ｒ₂＝2ｍＡ，
　　Ｉ₁＝Ｉ₂＋Ｉ_Ｄ＝2ｍＡ＋2ｍＡ＝4ｍＡ，
　　Ｐ₁＝Ｉ₁²Ｒ₁＝（4×10^－3）²×1000Ｗ?
　　??＝1．6×10^－2Ｗ．
　　由此可見，運(yùn)用信息的遷移解題，找準(zhǔn)解決問(wèn)題的切入點(diǎn)，使學(xué)生走出迷宮，才能正確解決問(wèn)題．

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