Question

【题目】实际的电源都有一定的电阻,例如干电池可以把它看成是由一个电压为U的理想电源与一个阻值为r的电阻串联而成,如图所示：

请你选择适当器材,设计测量干电池电阻r的实验方案。

可供选用的器材:一个电流表,符合实验要求的已知阻值的定值电阻R1、R2(R1≠R2),导线和开关若干,一节旧干电池。请完成：

(1)画出实验电路图；

(2)根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；

(3)写出电阻r的数学表达式(用已知量和测量量表示)。

Answer 1

【答案】(1) (2) ①按照电路图连接电路；②当开关S、S1闭合,S2断开时,记下电压表的示数为U1.③当开关S、S2闭合,S1断开时,记下电压表的示数为U2. (3) r=

【解析】

(1)根据定值电阻R1、R2需要分别与电源(r)串联起来,将电压表并联在定值电阻R1、R2两端,所以应采取定值电阻R1、R2分别串联一个开关，然后与电压表并联，最后通过开关接在电源上，如图：

(2)实验步骤：①按照电路图连接电路；②当开关S、S1闭合,S2断开时,记下电压表的示数为U1.③当开关S、S2闭合,S1断开时,记下电压表的示数为U2.(3)当开关S、S1闭合,S2断开时,电路中相当于电阻R1与电源的内阻r串联,因为串联电路电流相等,则通过电源内阻r的电流为I1＝,所以,U′＝I1r＝r，根据串联电路的电压特点可知：U＝U1+U′＝U1+r①同理：当开关S、S2闭合,S1断开时,电路中相当于电阻R2与电源的内阻r串联,则通过电源内阻r的电流为I2＝，所以,U″＝I2r＝r，U＝U2+U″＝U2+r②,解①②方程得：r＝.