Question

10．小明从网上了解到，丁电池内部其实是有电阻的，分析电路时，可以把干电池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，如图甲所示．在老师指导下，小明设计了图乙所示的电路来测量一节干电池内部的电阻．

（1）连接电路时，电压表应选0～3V量程（填“0～3V”或“O～15V”）．
（2）实验时，移动滑动变阻器的滑片P，记录多组电流表和电压表的示数．此时．应注意避免电路造成短路，损坏电路元件．
（3）根据实验数据，绘出U-I，图象，如图丙所示．当电流表的示数如图丁所示时．读数为0.2A，电压表的示数应为1.1V．
（4）根据实验数据．求得这节干电池内部电阻r=2Ω．

Answer 1

分析 （1）干电池的电压为1.5V，为减小读数误差，电压表应选0～3V量程；
（2）由图知，如果滑片移到右端，即b处，电路短路，电路电阻最小，电流最大，可能会损坏电路元件；
（3）电流表量程为0.6A，由图示电流表可读出电流表示数；由图象可求出对应的电压表示数U；
（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）一节干电池电压1.5V，所以连接电路时，电压表应选0～3V量程；
（2）实验时，移动滑动变阻器的滑片P，记录多组电流表和电压表的示数．此时应注意避免电路造成短路，损坏电路元；
（3）由图丁电流表使用的是0-0.6A量程，分度值0.02A，示数为I=0.2A，由U-I图象知：电压表示数为1.1V；
（4）由图可知：U_V1=1.3V，I₁=0.1A，U_V2=1.1V，I₂=0.2A，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：1.5V=1.3V+0.1A×r…①
1.5V=1.1V+0.2A×r…②
由①②解得：r=2Ω．
故答案为：（1）0～3V；（2）短；（3）0.2；1.1；（4）2．

点评 本题考查电源电阻的测量，涉及到电表量程的选择及读数、注意事项等．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．