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( 设比例系数为 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、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).请完成对待测物体质量的测量.(1)为使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,某同学设计了如图所示电路.若去掉ab导线,能否达到设计要求?说明理由.(2)简要说明按图电路进行测量的实验步骤,求出比例系数k,井写出待测物体的质量m与已知量、可测量之间的关系式.

问题描述:

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( 设比例系数为 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、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).
请完成对待测物体质量的测量.

(1)为使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,某同学设计了如图所示电路.若去掉ab导线,能否达到设计要求?说明理由.
(2)简要说明按图电路进行测量的实验步骤,求出比例系数k,井写出待测物体的质量m与已知量、可测量之间的关系式.

(1)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...
答案解析:(1)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;
(2)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.
考试点:欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.
知识点: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.