Question

小明做了以下電學實驗：如圖甲所示，將三個完全相同的小燈泡并聯接在由干電池組成的電源兩端．閉合開關S₁燈泡E₁發光，再依次閉合開關S₂和S₃，燈泡E₁逐漸變暗．

小明對此現象進行了分析，燈泡變暗說明燈泡兩端電壓減小了，減小的電壓由誰分擔了呢？

小明猜想這個干電池內部可能有電阻，干電池相當于一個電壓U恒定的理想電源與一個電阻r的組合(如圖乙所示)．實驗電路相當于并聯的燈泡的總電阻R_并與干電池內部電阻r串聯(如圖丙所示)，并聯部分總電阻R_并變化時，干電池兩端的電壓也會發生變化．

我們假設他的猜想是正確的，請你從以下提供的器材中選擇所需器材，設計一個電路測出這個干電池內部的電阻r(提示：不能直接測量干電池內部電阻r兩端的電壓U_r與理想電源的電壓U)．

器材：電流表、電壓表、滑動變阻器各1只，已知阻值的定值電阻兩只(阻值不同)，待測干電池1個，開關若干，導線若干．

要求：

(1)畫出電路圖(設計的電路在連接好后，只能通過開關改變電路連接情況)．

(2)寫出干電池內部電阻r的表達式并說明表達式中各物理量的含義．

Answer 1

答案：
解析：

(1)如圖所示 　　(2)表達式：r＝，R1、R2：已知阻值的定值電阻；I1：只閉合開關S1，通過R1的電流；I2：只閉合開關S2，通過R2的電流． 　　思路與技巧：甲圖中若E1、E2、E3的電阻已知，且能用電流表測出電流I．則只合S1時，U＝I(R1＋r)；只合S2時，U＝(R2＋r)……，利用電流電壓相等，可推導出電池內阻r．