Question

11．如图所示，小灯泡上标有“8V 2W”的字样，电源电压12V，且保持不变．当开关闭合时，电压表V₁的示数是12V，灯泡正常工作时的电阻为32Ω，要使小灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路的电阻是16Ω，由于电路发生故障，发现两电压表的示数相同，但不为零，若这种现象的发生是由用电器引起的，则故障可能的原因是滑动变阻器R₁被短路．

Answer 1

分析 （1）当开关闭合时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测电源的电压，电压表V₂测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出灯泡正常发光时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出灯泡的电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻；
（2）两电压表的示数相同、且不为零说明均测电源的电压，则滑动变阻器R₁被短路．

解答 解：（1）当开关闭合时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测电源的电压，电压表V₂测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流，
则电压表V₁的示数是12V，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{2W}{8V}$=0.25A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U₁=U-U_L=12V-8V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡的电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻分别为：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{8V}{0.25A}$=32Ω，R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{4V}{0.25A}$=16Ω；
（2）两电压表的示数相同、且不为零，说明均测电源的电压，则滑动变阻器R₁被短路．
故答案为：12；32；16；滑动变阻器R₁被短路．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及电路故障的判断，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．