某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器.已知该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数k未知).测量时先调节输入端电压,使转换器空载时的输出电压为零,而后

◎ 题目

某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器.已知该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数k未知).测量时先调节输入端电压,使转换器空载时的输出电压为零,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(如图)、质量为m0的砝码、电压表(
魔方格
)、滑动变阻器(
魔方格
)、干电池(
魔方格
)、电键(
魔方格
)各一个;导线若干及待测物体(可置于力电转换器的受压面上).
(1)请设计一个电路,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)若调节输出电压为零后,放上砝码后电压表的示数为U1;放上待测物体后电压表的示数为U2;用在测量中得到的物理量求出比例系数k及待测物体的质量m.
魔方格

◎ 答案

(1)滑动变阻器常用有两种接法:分压式和限流式,分压式调压范围,故要使电压的调节范围尽可能大,变阻器采用分压式接法,画出电路图如图所示
魔方格

(2)根据题意:输出电压U与物体的质量成正比,则得
  U1=km0g,U2=kmg
所以 k=
U1
m0g
,m=
m0U2
U1

答:
(1)测量电路图如图.
(2)比例系数k为
U1
m0g
,待测物体的质量m为
m0U2
U1

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器.已知该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数k未知).测量时先调节输入端电压,使转换器空载时的输出电压为零,而后…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】,【传感器及其工作原理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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