Question

【题目】某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压，使传感器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体质量成正比的输出电压,现有下列器材：

力电传感器、质量为的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电传感器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量：

(1)设计一个电路，要求力电传感器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图_______________。

(2)以下为简要的测量步骤，请将不完整处补充完整：

A．调节滑动变阻器，使传感器的输出电压为零；

B．将_______放在传感器上，记下输出电压 U0；

C．将待测物放在传感器上，记下输出电压

(3)根据以上测量，可求出：比例系数_____，待测物体的质量_______.

Answer 1

【答案】如图所示:

砝码m0

【解析】

(1)根据题意确定输入端电路，在输出端接测量输出电压的电压表．

(2)先调节输入电压，使输出电压为零，然后测量物体质量；根据测量数据求出系数k．

(3)从电源电压与量程等角度分析可能出现的问题．

(1)根据“可测得与物体的质量成正比的输出电压U”可知：输出端应接电压表．又根据“为了使输入电路的电压调节范围尽可能大”可知：必须用滑动变阻器在输入端组成分压电路．设计的电路如图所示．

(2)测量步骤与结果：

A、调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；

B、将质量为m0的砝码放在转换器上，记下输出电压U0；

C、将待测物放在转换器上，记下输出电压U1，

(3)由以上测量可知，U0=km0g，U1=kmg

得，所以