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    某学生为了测量一物体的质量，找到了一个力电子转换器，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5-3-16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，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.

    图5-3-16

    （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电路图.

    （2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.

    （3）请设想实验中可能出现的一个问题.

    见解析


    解析:

    物体的重力G与质量的关系是G=mg，重力在数值上等于静止物体对水平支持物的压力F.又题目所给的力电转换器的输出电压正比于受压面的压力即U=kF.因此利用电压表测出的电压值可间接的测量物体的质量.

    （1）由于测量时要求输入电压的可调范围尽可能大，所以测量电路的输入端应连成滑动变阻器的分压电路，输出端要接电压表，用以测量输出电压，测量电路如图所示.

    （2）测量步骤为：

    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，记下输出电压U0，则U0=km0g，得k=U0/m0g.

    ③将待测物体放在转换器上，记下输出电压U，测得U=kmg

    代入k值得m=m0.

    （3）力电转换器作为一种测量装置就有量程和零误差问题，所以实验中可能会出现的问题有：

    ①待测物体质量超出转换器量程；②因电源电压不够而输出电压调不到零.

    练习册系列答案
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    （2005?深圳一模）某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器．已知该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数k未知）．测量时先调节输入端电压，使转换器空载时的输出电压为零，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（如图）、质量为m0的砝码、电压表（）、滑动变阻器（）、干电池（）、电键（）各一个；导线若干及待测物体（可置于力电转换器的受压面上）．
    （1）请设计一个电路，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）若调节输出电压为零后，放上砝码后电压表的示数为U1；放上待测物体后电压表的示数为U2；用在测量中得到的物理量求出比例系数k及待测物体的质量m．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网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、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．
    （l）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）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．
    （3）请设想实验中可能会出现的一个问题．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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，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;

    (2)简要说明测量步骤，求出比例系数ｋ，并测出待测物体的质量m;

    (3)请设想实验中可能会出现的一个问题.

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年陕西省五校高三第三次模拟考试物理试卷（解析版） 题型：实验题

    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。

    （l）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：                               。

     

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年江苏省高三下学期期初检测物理卷（解析版） 题型：计算题

    某学生为了测量一物体的质量，找到了一个力电转换器，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、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电路图。

    （2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m。

    （3）请设想实验中可能出现的一些问题。

     

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