某学生为了测量一物体的质量,找到一个物体质量测量的力电转换器,该转换器的输出压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所

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  • 解题思路:(1)根据题意确定输入端电路,在输出端接测量输出电压的电压表.(2)先调节输入电压,使输出电压为零,然后测量物体质量;根据测量数据求出系数k.(3)从电源电压与量程等角度分析可能出现的问题.

    (1)根据“可测得与物体的质量成正比的输出电压U”可知:输出端应接电压表.又根据“为了使输入电路的电压调节范围尽可能大”可知:必须用滑动变阻器在输入端组成分压电路.设计的电路如图所示.

    (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将质量为m0的砝码放在转换器上,记下输出电压U0

    ③将待测物放在转换器上,记下输出电压U,则

    U0=km0g,U=kmg

    得 k=

    U0

    m0g,所以m=

    U

    U0・m0

    (3)该实验中可能会出现的问题有:①因电源电压不够而输出电压调不到零;②待测物体的质量超出转换器量程.

    答:

    (1)电路图如图所示;

    (2)实验步骤如上所述;比例系数k是

    U0

    m0g,待测物体的质量为

    U

    U0・m0

    (3)该实验中可能会出现的问题有:①因电源电压不够而输出电压调不到零;②待测物体的质量超出转换器量程.

    点评:

    本题考点: 闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.

    考点点评: 这是一道设计型实验题,属开放型试题中重要的一种.力电转换器是学生没有用过的新仪器,能不能在试题所提供的各种信息中抓住最关键的有用信息,对学生的处理信息、电路设计和实验创新能力提出了较高要求.

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