Question

20．化学电池内部的电解液有一定的电阻，这个电阻构成了电池内阻，与新电池相比，旧电池的电压其实并投有发生太大的变化，但它的内阻却变得很大，这就是为什么小灯泡接新电池时很亮，而接旧电池时灯泡几乎不亮的原因，对于旧电池，我们可以将它等效为一个电压恒定不变的新电池与一个定值电阻r串联，如图乙所示，为了探究某一电池的电压和内阻，小明设计了如下的实验：

（1）如果电路中电流表和电压表的读数如图丙所示，用电流表的读数为0.4A，电压表的读数为2.4V，滑动变阻器接入电路部分的电阻与灯泡电阻之和为6Ω．
（2）通过调节滑动变阻器改变电路的电阻，小明获得了多组U和I的数据，下列描述U和I的关系的图线如图丁正确的是D．
（3）设计一个测量旧电池内阻r的实验电路图，可用器材有：两个阻值不同的定值电阻R₁和R₂，一个电流表，开关和导线若干．待测旧电池图中已经给出．

Answer 1

分析 （1）首先要弄清楚电流表和电压表的量程和分度值，再去读数；根据公式R=$\frac{U}{I}$求出其电阻值．
（2）根据图乙可以看出，滑动变阻器和灯泡串联后再与电池内阻串联组成串联电路，起分压作用．根据公式U=Ir可知，当电流越大时，电池内阻分担的电压越大，那么灯泡和滑动变阻器分担的电压就会越小．
（3）器材中只有一个电流表，所以应该为并联电路，根据电源电压不变来设计电路测量电池内阻．

解答 解：（1）电流表接的量程是0.6A，分度值为0.02A，此时电流表的示数为0.4A；
电压表用的是0～3V量程，其分度值为0.1V，故其读数为2V+0.4V=2.4V；
滑动变阻器接入电路部分的电阻与灯泡电阻之和为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.4A}$=6Ω；
（2）根据公式U=Ir可知，电池的内阻r一定，当电流I增大时，电池内阻分担的电压会增大，总电压一定，所以灯泡和滑动变阻器分担的电压就会随着电流的增大而减小．只有图象D符合题意；
（3）器材中只有一个电流表，所以应该为并联电路，根据电源电压不变来设计电路如下图：

故答案为：（1）0.4；2.4；6；（2）D；（3）见上图．

点评 此题考查的知识点比较多，有电路图的设计、电流表和电压表的读数以及串联电路的分压作用等知识点．属于中考的常见题型，难度不是很大．