Question

15．實際的電源都有一定的電阻，如干電池，我們可以把它看成是由一個電壓為U、電阻為零的理想電源與一個電阻值為r的電阻串聯(lián)而成，如圖a所示．某小組同學設(shè)計了如圖b所示的電路來測量一節(jié)干電池內(nèi)部的電阻．

（1）請用筆畫線代替導線，將圖c的實物電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應移到最左端（選填“左”或“右”）．
（3）該組同學連接好電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片p，電流表均有示數(shù)，電壓表示數(shù)為0，則電路中出現(xiàn)的故障可能是滑動變阻器短路．
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，該組同學繪出U-I圖象，如圖d所示，這節(jié)干電池內(nèi)部的電阻r=3Ω．

Answer 1

分析 （1）按照電路圖的順序連接實物，注意滑動變阻器的下接線柱；
（2）為保護電路，閉合開關(guān)前需將滑片放在阻值最大處；
（3）根據(jù)電流表和電壓表判斷故障；
（4）由圖象求出兩組電壓與電流值，由歐姆定律列方程，可求出干電池的內(nèi)部阻值

解答 解：（1）按照電路圖的順序連接實物，注意滑動變阻器接右下接線柱；電路連接如下圖所示：

連接電路時，電壓表應選0～3V量程，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應移到a端（或左端）．
（2）為保護電路，閉合開關(guān)前需將滑片放在阻值最大處即最左端；
（3）電流表有示數(shù)，說明電路中有電流，是短路，電壓表示數(shù)為0，說明與電壓表并聯(lián)的用電器短路，由電路圖知電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，故是滑動變阻器短路了；
（4）由圖可知：U_V1=1.2V，I₁=0.1A，U_V2=0.3V，I₂=0.4A，已知電源電壓U=1.5V，
在閉合電路中由于：U=U_V+Ir，所以：U=U_V1+I₁r，U=U_V2+I₂r，
即：U=1.2V+0.1A×r   ①
U=0.3V+0.4A×r ②
由①②解得：r=3Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）滑動變阻器短路；（3）3．

點評 在閉合電路中：U=U_V+Ir是求電源內(nèi)電阻的原理，是求電源內(nèi)阻的關(guān)鍵．