Question

某學生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9-24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m₀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（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）.

圖9-24

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

（3）請設(shè)想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題.

Answer 1

（1）設(shè)計的電路圖如圖所示.

（2）測量步驟與結(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砝碼放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U₀；

③將待測物放在力電轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U₁；

由 U₀=km₀g，得k=U₀/m₀g

測得 U=kmg，所以m=m₀U/U₀.

（3）①因電源電壓不夠而輸出電壓調(diào)不到零；

②待測物體質(zhì)量超出轉(zhuǎn)換器量程.