實(shí)驗(yàn)十三用多用電表測量電學(xué)中的物理量1.[探究電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響/2023江蘇]小明通過實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響.所用器材有：干電池（電動勢約1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）2節(jié)；兩量程電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）1個(gè)；滑動變阻器（最大阻值50Ω）1個(gè)；定值電阻（阻值50Ω）21個(gè)；開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示.（1）電壓表量程應(yīng)選用3V（選填“3V”或“15V”）.（2）圖2為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路（右側(cè)未拍全）.先將滑動變阻器的滑片置于如圖所示的位置，然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動變阻器的接線柱D（選填“B”“C”“D”）連接，再閉合開關(guān)，開始實(shí)驗(yàn).圖2（3）將滑動變阻器滑片移動到合適位置后保持不變，依次測量電路中O與1，2，…，21之間的電壓.某次測量時(shí)，電壓表指針位置如圖3所示，其示數(shù)為1.50V.根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測電阻值R的關(guān)系圖線，如圖4中實(shí)線所示.圖4（4）在圖1所示的電路中，若電源電動勢為E，電壓表視為理想電壓表，滑動變阻器接入的阻值為R1，定值電阻的總阻值為R2，當(dāng)被測電阻為R時(shí)，其兩端的電壓U＝ER1＋R2R（用E、R1、R2、R表示），據(jù)此作出U－R理論圖線如圖（5）分析可知，當(dāng)R較小時(shí)，U的實(shí)測值與理論值相差較小，是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍?，電壓表?nèi)阻對測量結(jié)果影響較小.小明認(rèn)為，當(dāng)R較大時(shí)，U的實(shí)測值與理論值相差較小，也是因?yàn)橄嗤脑?你是否同意他的觀點(diǎn)？請簡要說明理由.不同意.當(dāng)R較小時(shí)，電壓表的內(nèi)阻大，分流??；當(dāng)R較大時(shí)，和電壓表并聯(lián)以外的電阻分壓很小，電壓表是否理想對電壓表讀數(shù)的影響不大.解析（1）由題圖2可知兩節(jié)干電池全部接入電路，則電源電動勢約為3V，因此電壓表量程選擇3V.（2）電源正極與D連接，開始時(shí)接入電路的電阻最大，且滑動變阻器滑片向右滑動時(shí)，電阻減小，因此接線柱A與滑動變阻器的接線柱D連接.（3）結(jié)合電壓表選用的量程可知電壓表的讀數(shù)為1.50V.（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得被測電阻R兩端的電壓U＝ER12.[自制簡易電飯煲＋電路故障分析/2022河北]某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡易電飯煲，設(shè)計(jì)電路如圖1所示，選用的器材有：限溫開關(guān)S1（手動將其按下，開始持續(xù)加熱煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自動斷開，之后不能自動閉合）；保溫開關(guān)S2（當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動斷開，溫度低于70℃時(shí)自動閉合）；電飯煲的框架（結(jié)構(gòu)如圖2所示）.自備元件有：加熱電阻絲R（阻值為60Ω，用于加熱煮飯）；限流電阻R1和R2（阻值均為1kΩ）；指示燈L1和L2（2.5V，0.6W，當(dāng)電流低于30mA時(shí)可視為熄滅）；保險(xiǎn)絲T.圖1圖2（1）按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路，下列說法正確的是CD（多選）.A.按下S1，L1和L2均發(fā)光B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)，S1自動斷開，L1和L2均發(fā)光C.保溫過程中，S2自動在閉合、斷開狀態(tài)之間交替切換D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí)，S2自動閉合，L1發(fā)光，L2熄滅（2）簡易電飯煲制作完成后，試用時(shí)L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常.在不增加元件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件.下列操作步驟的正確順序是CABDE（填寫各步驟前的字母）.A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B.將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點(diǎn)C.調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度D.測量指示燈L1兩端的阻值E.將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋圖3圖4（3）操作時(shí)，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖3所示，可判斷是L1斷路損壞；若指針如圖4所示，可判斷是R1斷路損壞.（用電路中的元件符號表示）解析（1）按下S1，L2被短路，L2不發(fā)光，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)，S1自動斷開，S2也斷開，干路中的電流約為220V1000Ω＝0.22A＝220mA，L2能發(fā)光，但L1支路電流大約為220×601000mA＝13.2mA＜30mA，故L1不能發(fā)光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；保溫過程中，當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí)，S2自動閉合，電阻絲加熱，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)，S2自動斷開，電阻絲停止加熱，之后重復(fù)上述過程，選項(xiàng)C正確；當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí)，S2自動閉合，L2被短路，L2不發(fā)光，L1中的電流大約為220V1000Ω＝0.22A＝220mA，發(fā)光，選項(xiàng)（2）測量電阻時(shí)，先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，然后選擇測量電阻的擋位，再進(jìn)行歐姆調(diào)零，接著進(jìn)行測量，測量完畢后，選擇開關(guān)置于交流電壓擋的最高擋或者“OFF”擋，故測量電阻的步驟為CABDE.（3）測量L1的電阻，若指針指在如題圖3所示的位置，讀數(shù)約為1070Ω，近似等于R1與R的阻值之和，說明故障為L1斷路；若指針指在如題圖4所示的位置，說明L1電阻較小，L1正常，結(jié)合題述知故障為R1斷路.3.[測量充電寶的電動勢和內(nèi)阻/2021天津]隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用，充電寶成為手機(jī)及時(shí)充電的一種重要選擇.充電寶可以視為與電池一樣的直流電源.一充電寶的電動勢約為5V，內(nèi)阻很小，最大放電電流為2A，某實(shí)驗(yàn)小組測定它的電動勢和內(nèi)阻.他們剝開充電寶連接線的外絕緣層，里面有四根導(dǎo)線，紅導(dǎo)線為充電寶的正極，黑導(dǎo)線為充電寶的負(fù)極，其余兩根導(dǎo)線空置不用，另有滑動變阻器R用于改變電路中的電流，定值電阻R0＝3Ω，兩只數(shù)字多用電表M、N，兩表均為理想電表，并與開關(guān)S連成如圖所示電路.①圖中測量電流的電表是N，測量電壓的電表是M.（均填寫字母M或N）②調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得多組I、U數(shù)據(jù)，記錄如下表，其中只有一個(gè)數(shù)據(jù)記錄有誤，審視記錄的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)表中第4次的記錄數(shù)據(jù)有誤.（填測量次數(shù)的序號）次數(shù)1234567電流I/A0.2990.4770.6840.8771.0651.2811.516電壓U/V4.9704.9524.9324.9424.8944.8724.848③電路中接入R0可以達(dá)到下列哪個(gè)效果.C（填選項(xiàng)前的字母）A.使測電流的電表讀數(shù)變化明顯B.為了更準(zhǔn)確地測量充電寶內(nèi)阻C.避免使充電寶的放電電流過大D.減小測量電壓的電表分流作用解析①電表N串聯(lián)在電路中，測量電路中的電流；電表M一端接在開關(guān)上，另一端接在充電寶的負(fù)極，閉合開關(guān)后相當(dāng)于并聯(lián)在電源兩端，所以M的作用是測量路端電壓.②表格中的電流I不斷增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r可知路端電壓U不斷減小，電壓表的示數(shù)應(yīng)該不斷減小，所以第4次的記錄數(shù)據(jù)有誤.③因?yàn)槌潆妼毜膬?nèi)阻很小，所以電阻R0串聯(lián)在電路中，起保護(hù)電路的作用，避免充電寶的放電電流過大損壞電路中的器件，選項(xiàng)C正確.4.[探究太陽能電池的輸出功率與光照強(qiáng)度及外電路電阻的關(guān)系/2021重慶]某興趣小組使用如圖1所示電路，探究太陽能電池的輸出功率與光照強(qiáng)度及外電路電阻的關(guān)系，其中P是電阻箱，R0是阻值為37.9kΩ的定值電阻，E是太陽能電池，是電流表（量程0～100μA，內(nèi)阻2.10kΩ）.（1）實(shí)驗(yàn)中若電流表的指針位置如圖2所示，則電阻箱P兩端的電壓是2.48V.（保留3位有效數(shù)字）（2）在某光照強(qiáng)度下，測得太陽能電池的輸出電壓U與電阻箱P的電阻R之間的關(guān)系如圖3中的曲線①所示.不考慮電流表和電阻R0消耗的功率，由該曲線可知，M點(diǎn)對應(yīng)的太陽能電池的輸出功率是40.5mW.（保留3位有效數(shù)字）圖3（3）在另一更大光照強(qiáng)度下，測得的U－R關(guān)系如圖3中的曲線②所示.同樣不考慮電流表和電阻R0消耗的功率，與曲線①相比，在電阻R相同的情況下，曲線②中太陽能電池的輸出功率較大（選填“較小”“較大”），由圖像估算曲線②中太陽能電池的最大輸出功率約為108（105～108均正確）mW.（保留3位有效數(shù)字）解析（1）根據(jù)電流表的讀數(shù)規(guī)則，可知電流表讀數(shù)是I1＝62.0μA＝6.20×10－5A.則電阻箱P兩端的電壓是U1＝I1（rg＋R0）＝6.20×10－5×（2.10＋37.9）