“赛龙舟”是端午节里的传统节目.小安同学自制了一个卡通龙舟,她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛.她选用规格为“12V6W”的红灯和“12V12W”的绿灯及“24Ω2A”的滑动变阻器等元件设计了如图电路.当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯都正常发光(电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化).求:
(1)两灯都正常发光时电流表的示数为多少?
(2)该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少?
(1)∵P=UI
∴红灯中的电流:I红=
=P红 U
=0.5A,6W 12V
绿灯中的电流:I绿=
=P绿 U
=1A,12W 12V
因为两灯并联,所以电路中的总电流:
I=I红+I绿=0.5A+1A=1.5A,即电流表的示数为1.5A;
(2)由P=UI知,电压一定,当R电阻最小且两灯并联时,电路中的电流最大,电路中的功率最大,
两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小,此时两灯并联且都正常发光,
所以电路中的最大功率为:P大=P红+P绿=12W+6W=18W;
当R的阻值最大,且和两灯中电阻较大的串联时电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,消耗的总功率最小,
由R=
可知,两灯的额定电压相同,红灯的功率较小,所以红灯电阻较大,U2 P
R红=
=U红 P红
=24Ω,(12V)2 6W
电路中的总电阻:R总=R红+R1=24Ω+24Ω=48Ω,
由题意知,电源电压为U=12V,
电路消耗的最小功率:
P小=
=U2 R总
=3W.(12V)2 48Ω
答:(1)两灯都正常发光时电流表的示数为1.5A;
(2)该电路中最大电功率为18W;最小电功率为3W.