Question

（9分）某同学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)如下图所示，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、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上). 设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且可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.
一位同学根据题意设计的电路图如下图所示．他的设计能否满足要求？为什么？

Answer 1

不能

试题分析：不能．因为在输入端采用滑动变阻器的限流接法，使得电力转换器在空载时的输出电压不可能为零，并且在测量中，其输入的电压的调节范围非常有限．设滑动变阻器的电阻范围为0～R，电力转换的等效电阻为R₀，电源的电动势为E，内阻不计，则根据欧姆定律可以求得电力转换器输入电压的调节范围时ER₀/（R+R₀）～E．该电路应该采用滑动变阻器的分压接法，如下图所示，这样在空载时，就可以通过调节使电力转换器的输出电压为零，并且电力转换器输入的调节范围是0～E，可以完全满足题目的要求．

点评：要求学生能根据连线判断出滑动变阻器的作用，同时理解两种接法的不同之处及各自的优点．