Question

（01年上海卷）（7分）某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压。使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m₀的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。

          

 

请完成对该物体质量的测量。

（l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。

（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．

（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。

Answer 1

答案：（1）设计的电路图如图所示。

 

（2）测量步骤与结果：

①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；

②将砝码放在转换器上，记下输出电压U₀；

③将待测物放在转换器上，记下输出电压U₁；

由 U₀＝km₀g，得k＝U₀/m₀g

测得 U＝kmg，所以m＝m₀U/U₀。

 

（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零；

②待测物体质量超出转换器量程。