Question

【題目】某學生為了測量一物體的質量，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，即可測得與物體質量成正比的輸出電壓,現(xiàn)有下列器材：

力電傳感器、質量為的砝碼、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（可置于力電傳感器的受壓面上）。請完成對該物體質量的測量：

(1)設計一個電路，要求力電傳感器的輸入電壓可調，并且使電壓的調節(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)先調節(jié)輸入電壓，使輸出電壓為零，然后測量物體質量；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)“可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U”可知：輸出端應接電壓表．又根據(jù)“為了使輸入電路的電壓調節(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．設計的電路如圖所示．

(2)測量步驟與結果：

A、調節(jié)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，U0=km0g，U1=kmg

得，所以