Question

【題目】某同學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18-7-15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，即可測得與物體的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m 0 的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、開關及導線若干、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，并且可使電壓的調節范圍盡可能大，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 k ，并測出待測物體質量m．

（3）請設想實驗中可能會出現的一個問題．

Answer 1

【答案】見解析

【解析】

試題分析：（1）根據題目要求，作出測量電路如下圖所示．

（2）測量步驟和結果：

①調節滑動變阻器，使轉換器的輸出電壓為零；

②將砝碼 m 0 放在轉換器上，記錄輸出電壓 U 0 ；

③將待測物體放在轉換器上，記錄輸出電壓 U ．

由 U 0 = km 0 g ，得；同理 U =k m g，得．

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