Question

【題目】某學生為了測量一物體的質量，找到一個力電轉換器，該轉換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數為k），如圖所示．測量時先調節輸入端的電壓，使轉換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體質量成正比的輸出電壓U ． 現有下列器材：力電轉換器、質量為M0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、電鍵及導線若干、待測物體（可置于力電轉換器的受壓面上）．請完成對該物體質量的測量．

(1)設計一個電路，要求力電轉換器的輸入電壓可調，并且使電壓的調節范圍盡可能大，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．調節滑動變阻器，使轉換器的輸出電壓為零；

B．將放在轉換器上，記下輸出電壓U0；

C．將待測物放在轉換器上，記下輸出電壓U1；

(3)根據以上測量，可求出：比例系數k=________待測物體的質量M=________.

(3)請設想實驗中可能會出現的一個問題：________.

Answer 1

【答案】；B、將質量為m0的砝碼放在轉換器上，記下輸出電壓U0；； “因電源電壓小而輸出電壓調不到零”或“待測物體的質量超出轉換器量程”

【解析】

根據題意確定輸入端電路，在輸出端接測量輸出電壓的電壓表；先調節輸入電壓，使輸出電壓為零，然后測量物體質量；根據測量數據求出系數k；從電源電壓與量程等角度分析可能出現的問題。

解：(1)根據“可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U”可知：輸出端應接電壓表，又根據“為了使輸入電路的電壓調節范圍盡可能大”可知：必須用滑動變阻器在輸入端組成分壓電路，設計的電路如圖所示；

(2)測量步驟與結果：

A、調節滑動變阻器，使轉換器的輸出電壓為零；

B、將質量為m0的砝碼放在轉換器上，記下輸出電壓U0；

C、將待測物放在轉換器上，記下輸出電壓U1；

(3)由以上測量可知，，

得，所以

(4)該實驗中可能會出現的問題有：①因電源電壓小而輸出電壓調不到零；②待測物體的質量超出轉換器量程。