Question

【题目】某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换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，使转换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U ． 现有下列器材：力电转换器、质量为M0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（可置于力电转换器的受压面上）．请完成对该物体质量的测量．

（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，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，使转换器的输出电压为零；
B．将放在转换器上，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）根据以上测量，可求出：比例系数k= 待测物体的质量M= .
（4）请设想实验中可能会出现的一个问题： .

Answer 1

【答案】
（1）

（2）B.将质量为M0的砝码放在转换器上，记下输出电压U0
（3）；
（4）“因电源电压小而输出电压调不到零”或“待测物体的质量超出转换器量程”．
【解析】（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（4）该实验中可能会出现的问题有：①因电源电压小而输出电压调不到零；②待测物体的质量超出转换器量程．
所以答案是：（1）电路图如图所示；

（2）B、质量为M0的砝码；（3） ； ；（4）“因电源电压小而输出电压调不到零”或“待测物体的质量超出转换器量程”．