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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...

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m的砝码、电压表(manfen5.com 满分网)、滑动变阻器(manfen5.com 满分网)、干电池(manfen5.com 满分网)、电键(manfen5.com 满分网)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.

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(1)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,变阻器采用分压式接法,画出满足要求的电路图; (2)由题意,输出电压U与物体的质量成正比,分别得到电压表的示数为U1和U2时电压与质量的关系,即可求得k和物体的质量m. 【解析】 (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: (2)根据题意:输出电压U与物体的质量成正比,则得   U1=kmg,U2=kmg 所以 k=,m=. 答: (1)测量电路图如图. (2)比例系数k为,待测物体的质量m为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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