Question

如图所示，电灯L标有“4V，1W”，滑动变阻器R总电阻为50Ω，当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A，由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数为0.5A，电压表示数为10V，若导线完好，电路各处接触良好．试问：
（1）发生的故障是短路还是断路？发生在何处？
（2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？
（3）电源的电动势和内电阻为多大？

Answer

（1）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，所以故障为断路，只可能灯L发生断路．
（2）L断路后，外电路只有R2，因无电流流过R，故电压表示数即为路端电压，根据欧姆定律即可求得R2的阻值，L未断路时恰好正常发光，根据闭合电路欧姆定律即可求得滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir即可求解．
【解析】
（1）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，所以故障为断路，只可能灯L发生断路．
（2）L断路后，外电路只有R2，因无电流流过R，故电压表示数即为路端电压U2=U端=10V，R2==Ω=20Ω
L未断路时恰好正常发光，
UL=4V，IL==0.25A
U端′=U2′=I2′•R2=0.45×20V=9V
R===Ω=20Ω
（3）根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir
故障前：E=9+（0.45+0.25）r，故障后：E=10+0.5r，
解得
答：（1）故障为断路，只可能灯L发生断路；
（2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω；
（3）电源的电动势为12.5V，内电阻为5Ω．