質問: 電池の内部抵抗 電池を抵抗値r[ω]の可変抵抗を接続し、電池から流れ出る電流i[a]の電池の両端の電圧v[v]を測定すると,図のような電流と電圧の関係を表わす実線のグラフが得られた。破線は、実線の延長である。電流iの値が0のとき電圧の起電力をe[v]とし、次の問いに答えよ。ただし、可変抵抗とは、抵抗の値を変えることができる抵抗器のことである。また、電流計の内部抵抗は十分に小さく、電圧計の内部抵抗は十分に大きいとする。 (1)図の結果を得るためには、電池、可変抵抗、電流計、電圧計をどのように接続すればよいか。( )内の電気の図記号を用いて回路を図で示せ。 可変抵抗の抵抗値を変えると流れる電流が変わるらしいんですが、よくわかりません。 確かにv=riの関係から可変抵抗部分の流れる電流は変わりますが、それは可変抵抗を流れる電流であって電池から流れる電流自体は変わらないんじゃないでしょうか??
回答: 電池⇒可変抵抗⇒電池という閉回路上で、測定場所によって電流値が違ったら回路上のどこかで電流が滞留することになります。それって変でしょ?回路上のどの点を取っても電流値は同じになります。 可変抵抗の抵抗値をr、電池の内部抵抗をrとすると、オームの法則により e=i(r+r) が成り立ち、電池の両端間の電位差は可変抵抗の両端間の電位差に等しくなります。上式を変形して e-ri=ir この式の右辺は可変抵抗の両端間の電位差(可変抵抗による電圧降下)なので、左辺が電池の両端間の電位差を表しています。これが添付のグラフになるので、その傾きが電池の内部抵抗になります。