题目内容
7．某科学探究小组在探究“并联电路电压特点”的实验中先测得干电池组两端的电压为3.0V，然后将两只灯泡L1、L2并联接在该电池组两端，闭合三个开关，用电压表测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.5V，如图1所示．根据他们的实验数据，可以得出结论：并联电路中，各支路两端电压相等．进一步分析实验数据后，同学们发现了一个重要问题：并联的两个灯泡电压小于3.0V，还有0.5V的电压哪儿去了呢？难道电池组内部有电阻分得了电压吗？通过查阅资料和请教老师，实验小组得到的信息是：电池组内部有电阻r，在正常情况下r为定值；电池组相当于一个电压U恒定的理想电源与r的组合，如图2所示．
如果上述信息真实可靠，当我们把电路中电池以外的电阻等效成一个电阻R外时，图1所示电路可等效为图3所示电路．如果断开图1中的S2，R外将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），则U外将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
为了测定r值，实验小组设计了如图4所示的测量电路．其中R1=5Ω，R2=14Ω．当只闭合S1时，电流表示数I1为0.5A，只闭合S2时，电流表示数I2为0.2A，请你依据上述数据，帮实验小组计算出r的值为1Ω．
分析 （1）用电表测量并联电路两端的电压，并找出的规律是：各支路两端的电压相等；
（2）电池内部电阻与外部电阻的关系是串联，串联电路起分压作用，并且根据电阻的比值进行分压，所以当断开图1中的S2，由于减少一条支路，将使R外增大，则外部电路分得的电压，即U外会增大；
（3）如图4所示的测定r的电路中，当只闭合S1时，R1与r的串联，电流表示数I1为0.5A；只闭合S2时，R2与r的串联，电流表示数I2为0.2A．两次电路中电源的电压不变，再根据串联电路的电压特点，即可求出电源的内电阻r．
解答 解：（1）如图1所示，闭合三个开关，用电压表测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.5V，因得L1、L2是并联连接的，可以得出结论是：并联电路中，各支路两端的电压相等．
（2）由图3可知，电池内部电阻r与外部电阻R外的关系是串联，串联电路起分压作用，并且根据电阻的比值进行分压；
当断开图1中的S2，减少了一条支路，由于并联电路的总电阻小于任一支路上的电阻，所以将使R外增大，则根据串联电路的分压特点可知，外部电路分得的电压U外会增大；
（3）如图4所示的测定r的电路中，当只闭合S1时，R1与r的串联；
则由欧姆定律可得电源电压：U=I1（R1+r）；
即：U=0.5A（5Ω+r）---------①；
只闭合S2时，R2与r的串联，电流表示数I2为0.2A，
则电源电压：U=I2（R2+r）；
即：U=0.2A（14Ω+r）--------②；．
解①、②组成的方程组可得：r=1Ω．
故答案为：相等；变大；变大；1Ω．
点评 本题综合考查学生设计电路的能力、分析电路的能力以及电阻的计算和欧姆定律的变形公式的应用情况；本题的难点是应用数学知识需解方程组，充分考查了学生综合知识的掌握情况．
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