Question

【題目】某同學(xué)為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為 k ），如圖18-7-15所示，測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓 U ．現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m 0 的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）．請完成對該物體質(zhì)量的測量．

（1）設(shè)計一個電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且可使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完成的測量電路．

（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù) k ，并測出待測物體質(zhì)量m．

（3）請設(shè)想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題．

Answer 1

【答案】見解析

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題目要求，作出測量電路如下圖所示．

（2）測量步驟和結(jié)果：

①調(diào)節(jié)滑動變阻器，使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零；

②將砝碼 m 0 放在轉(zhuǎn)換器上，記錄輸出電壓 U 0 ；

③將待測物體放在轉(zhuǎn)換器上，記錄輸出電壓 U ．

由 U 0 = km 0 g ，得；同理 U =k m g，得．

（3）可能出現(xiàn)的問題是：如果電源電壓不夠而使輸出電壓調(diào)不到零；或待測物體質(zhì)量過大，超出轉(zhuǎn)換器的量程．