Question

某同学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18-7-15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，即可测得与物体的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、开关及导线若干、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.

图18-7-15

（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且可使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完成的测量电路.

（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体质量m.

（3）请设想实验中可能会出现的一个问题.

Answer 1

（1）根据题目要求，作出测量电路如下图所示.?

?

（2）测量步骤和结果：?

①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；?

②将砝码m₀放在转换器上，记录输出电压U₀；?

③将待测物体放在转换器上，记录输出电压U.?

由U₀=km₀g，得；同理U=kmg，得.?

（3）可能出现的问题是：如果电源电压不够而使输出电压调不到零；或待测物体质量过大，超出转换器的量程.