Question

【題目】實(shí)際的電源都有一定的電阻,例如干電池可以把它看成是由一個(gè)電壓為U的理想電源與一個(gè)阻值為r的電阻串聯(lián)而成,如圖所示：

請(qǐng)你選擇適當(dāng)器材,設(shè)計(jì)測(cè)量干電池電阻r的實(shí)驗(yàn)方案。

可供選用的器材:一個(gè)電流表,符合實(shí)驗(yàn)要求的已知阻值的定值電阻R1、R2(R1≠R2),導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)若干,一節(jié)舊干電池。請(qǐng)完成：

(1)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；

(2)根據(jù)你設(shè)計(jì)的電路寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和需要測(cè)量的物理量；

(3)寫(xiě)出電阻r的數(shù)學(xué)表達(dá)式(用已知量和測(cè)量量表示)。

Answer 1

【答案】(1) (2) ①按照電路圖連接電路；②當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),記下電壓表的示數(shù)為U1.③當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S2閉合,S1斷開(kāi)時(shí),記下電壓表的示數(shù)為U2. (3) r=

【解析】

(1)根據(jù)定值電阻R1、R2需要分別與電源(r)串聯(lián)起來(lái),將電壓表并聯(lián)在定值電阻R1、R2兩端,所以應(yīng)采取定值電阻R1、R2分別串聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，然后與電壓表并聯(lián)，最后通過(guò)開(kāi)關(guān)接在電源上，如圖：

(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①按照電路圖連接電路；②當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),記下電壓表的示數(shù)為U1.③當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S2閉合,S1斷開(kāi)時(shí),記下電壓表的示數(shù)為U2.(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),電路中相當(dāng)于電阻R1與電源的內(nèi)阻r串聯(lián),因?yàn)榇��?lián)電路電流相等,則通過(guò)電源內(nèi)阻r的電流為I1＝,所以,U′＝I1r＝r，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：U＝U1+U′＝U1+r①同理：當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S2閉合,S1斷開(kāi)時(shí),電路中相當(dāng)于電阻R2與電源的內(nèi)阻r串聯(lián),則通過(guò)電源內(nèi)阻r的電流為I2＝，所以,U″＝I2r＝r，U＝U2+U″＝U2+r②,解①②方程得：r＝.