某学生为了测量一物体的质量mx,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

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  • 解题思路:(1)实验中应首先使受压面压力为零时,电压表输出为零;则将已知质量的砝码放在转换器上方,则可得出电压示数;换用待测物体则同样可读出示数,利用示数的比值可求得物体的质量.

    (2)由图可知,现在的接法是先将滑动变阻器全部接入,再将滑动变阻器的左侧电阻与力电转换器及电压表关联;而如果将ab撤去后,电路成了滑动变阻器与力电转换器串联;分析前后的变化可知能否满足要求.

    (1)先调节滑动变阻器使输出电压为0,

    当将砝码m0放在力电转换器上时,受到的压力为m0g,

    此时输出电压U0=Km0g,则k=

    U0

    m0g;

    当测物体mx放在转换器上时,受到的压力为mxg,

    此时输出电压U1=Kmxg=

    U0

    m0gmxg,

    解得:mx=

    U1m0

    U0;

    (2)ab接入电路时,滑动变阻器的左侧与转换器并联,则力电转换器的输入电压最小可以为零,最大可以为电源电压,测量范围较大;

    而将ab撤去后,力电转换器与滑动变阻器串联,则根据串联的分压原理,转换器上的电压不会达到零;

    当滑动变阻器全部接入时电压最小,故使电压的范围变小,可能无法使转换器的输出为零,达不到实验要求;

    故答案为:(1)

    U1m0

    U0;

    (2)不能.

    ab接入电路时,滑动变阻器的左侧与转换器并联,则力电转换器的输入电压最小可以为零,最大可以为电源电压,测量范围较大;而将ab撤去后,力电转换器与滑动变阻器串联,则根据串联的分压原理,转换器上的电压不会达到零;当滑动变阻器全部接入时电压最小,故使电压的范围变小,可能无法使转换器的输出为零.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.

    考点点评: 本题考查了滑动变阻器的两种接法,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.

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