Question

【題目】某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個力電傳感器，該傳感器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示．測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使傳感器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體質(zhì)量成正比的輸出電壓,現(xiàn)有下列器材：

力電傳感器、質(zhì)量為的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、電鍵及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電傳感器的受壓面上）。請完成對該物體質(zhì)量的測量：

(1)設(shè)計一個電路，要求力電傳感器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖_______________。

(2)以下為簡要的測量步驟，請將不完整處補充完整：

A．調(diào)節(jié)滑動變阻器，使傳感器的輸出電壓為零；

B．將_______放在傳感器上，記下輸出電壓 U0；

C．將待測物放在傳感器上，記下輸出電壓

(3)根據(jù)以上測量，可求出：比例系數(shù)_____，待測物體的質(zhì)量_______.

Answer 1

【答案】如圖所示:

砝碼m0

【解析】

(1)根據(jù)題意確定輸入端電路，在輸出端接測量輸出電壓的電壓表．

(2)先調(diào)節(jié)輸入電壓，使輸出電壓為零，然后測量物體質(zhì)量；根據(jù)測量數(shù)據(jù)求出系數(shù)k．

(3)從電源電壓與量程等角度分析可能出現(xiàn)的問題．

(1)根據(jù)“可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U”可知：輸出端應(yīng)接電壓表．又根據(jù)“為了使輸入電路的電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大”可知：必須用滑動變阻器在輸入端組成分壓電路．設(shè)計的電路如圖所示．

(2)測量步驟與結(jié)果：

A、調(diào)節(jié)滑動變阻器，使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零；

B、將質(zhì)量為m0的砝碼放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U0；

C、將待測物放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U1，

(3)由以上測量可知，U0=km0g，U1=kmg

得，所以