Question

15．实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们可以把它看成是由一个电压为U、电阻为零的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成，如图a所示．某小组同学设计了如图b所示的电路来测量一节干电池内部的电阻．

（1）请用笔画线代替导线，将图c的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最左端（选填“左”或“右”）．
（3）该组同学连接好电路后，闭合开关S，发现无论怎样移动滑片p，电流表均有示数，电压表示数为0，则电路中出现的故障可能是滑动变阻器短路．
（4）根据实验数据，该组同学绘出U-I图象，如图d所示，这节干电池内部的电阻r=3Ω．

Answer 1

分析 （1）按照电路图的顺序连接实物，注意滑动变阻器的下接线柱；
（2）为保护电路，闭合开关前需将滑片放在阻值最大处；
（3）根据电流表和电压表判断故障；
（4）由图象求出两组电压与电流值，由欧姆定律列方程，可求出干电池的内部阻值

解答 解：（1）按照电路图的顺序连接实物，注意滑动变阻器接右下接线柱；电路连接如下图所示：

连接电路时，电压表应选0～3V量程，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到a端（或左端）．
（2）为保护电路，闭合开关前需将滑片放在阻值最大处即最左端；
（3）电流表有示数，说明电路中有电流，是短路，电压表示数为0，说明与电压表并联的用电器短路，由电路图知电压表并联在滑动变阻器的两端，故是滑动变阻器短路了；
（4）由图可知：U_V1=1.2V，I₁=0.1A，U_V2=0.3V，I₂=0.4A，已知电源电压U=1.5V，
在闭合电路中由于：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．
故答案为：（1）见上图；（2）滑动变阻器短路；（3）3．

点评 在闭合电路中：U=U_V+Ir是求电源内电阻的原理，是求电源内阻的关键．