Question

12．如图所示，电灯L标有“4V、1W”．滑动变阻器R₁总电阻为50Ω，闭合开关S，当滑片P滑至某位置时，电流表示数为I₁=0.45A，电灯L恰好正常发光．由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为I₂=0.5A，电压表示数变为U=10V．电流表和电压表均为理想电表，试求电源电动势E和内电阻r．

Answer 1

分析 电灯L突然熄灭，且电流表示数变大，说明总电阻变小，电压表也有示数，可判断出故障为断路，只可能灯L发生断路．利用闭合电路欧姆定律E=U+Ir，对故障前后两种状态列式，即可求解．

解答 解：由题意可知电灯L正常发光时，由闭合电路欧姆定律有：
  E=I₁R₂+（I₁+I_L）r…①
  P_L=I_LU_L…②
由题意可知故障是电灯L所在支路断路．…③
故障发生之后，由闭合电路欧姆定律有：
  E=I₂（R₂+r）…④
电阻R₂的阻值：R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{10}{0.5}$Ω=20Ω…⑤
联解①②④⑤得：
    E=12.5V…⑥
    r=5Ω…⑦
答：电源电动势E是12.5V，内电阻r是5Ω．

点评 本题考查了根据电流表电压表的示数判断电路故障问题及闭合电路欧姆定律的应用，难度适中．