2014年诺贝尔物理学奖获得者的主要贡献是发现蓝光LED．二极管的两根引线有正、负极之分，二极管导通时，其电阻为零．如图电路，R消耗的功率为P1；现将二极管正、负极对调再接入电路的

Question

2014年诺贝尔物理学奖获得者的主要贡献是发现蓝光LED．二极管的两根引线有正、负极之分，二极管导通时，其电阻为零．如图电路，R消耗的功率为P₁；现将二极管正、负极对调再接入电路的相同位置，R消耗的功率为P₂．已知P₁：P₂=16：1，则灯泡电阻R_L（不随温度变化）与R的比值R_L：R=___，灯泡工作时消耗的功率等于P₁的___倍（可用分数表示）．

Answer 1

二极管导通时等效电路图如图1所示，将二极管正、负极对调再接入电路的相同位置后等效电路图如图2所示：

由P=I²R可得，两种情况下R消耗的功率之比：
(P1)/(P2)=(I12R)/(I22R)=(I12)/(I22)=(16)/(1)，
解得：(I1)/(I2)=(4)/(1)，
因电压一定时，电流与电阻成反比，
所以，(I1)/(I2)=(RL+R)/(R)=(4)/(1)，
解得：(RL)/(R)=(3)/(1)；
图2中，因串联电路中各处的电流相等，
所以，(PL)/(P2)=(I22RL)/(I22R)=(3)/(1)，
则P_L=3P₂=3×(1)/(16)P₁=(3)/(16)P₁．
故答案为：3：1； (3)/(16)．