如图所示电路,电源两端间电压为20V不变,用滑动变阻器调节灯泡两端的电压。已知灯泡电阻为5Ω,滑动变阻器的最大电阻为20Ω,当滑动变阻器的滑片从a端移到b端的过程中,灯泡两端的电压变化范围是________,灯泡电功率变化范围是________,(灯泡的额定电压大于20V)。
解析:采用极值点计算法。
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小(为零)时,电路的总电阻和各处电流分别为:
R总=Rp+RL=RL=5Ω
IL=I=
U
=
20V
=4A
R总
5Ω
灯泡两端的电压及其功率为:UL=20V
PL=(IL)2RL=(4A)2×5Ω=90W
当滑动变阻器接入电路中的电阻为最大(Rp’=20Ω)时,其总电阻和电流分别为:R总’=Rp’+RL=20Ω+5Ω=25Ω
IL’=I’=
=0.8A
R总’
25Ω
其电压与功率分别是:UL’=IL’RL=0.8A×5Ω=4V
PL’=IL’2RL=(0.8A)2×5Ω=3.2W
答案:
4V~20V 3.2W~90W
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