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(2013•陕西三模)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
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问题描述:

(2013•陕西三模)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)以下为简要的测量步骤,请将不完整处补充完整:

A.调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零;

B.将______放在转换器上,记下输出电压U0;

C.将待测物放在转换器上,记下输出电压U1;

(3)根据以上测量,可求出:比例系数k=U0m0g

U0m0g

,待测物体的质量m=U1U0・m0

U1U0・m0

(4)请设想实验中可能会出现的一个问题:______.

彭凡回答:
  (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:   A、调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零;   B、将质量为m0的砝码放在转换器上,记下输出电压U0;   C、将待测物放在转换器上,记下输出电压U1,   (3)由以上测量可知,U0=km0g,U1=kmg   得k=U
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