Question

某同學(xué)為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k)，如圖所示．測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器

空載時(shí)的輸出電壓為0；然后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U．

現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m₀的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、開關(guān)及導(dǎo)線若干，待測(cè)物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)．

請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量．

(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測(cè)量電路圖．

(2)簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟，求出比例系數(shù)k，并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量m．

(3)請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題．

 

Answer 1

答案：
解析：

解析：與其他測(cè)量?jī)x器一樣，力電轉(zhuǎn)換器在使用前要“調(diào)0”，這個(gè)“調(diào)0”工作就是當(dāng)受壓面上不放物體時(shí)，通過(guò)對(duì)輸入電路的輸人電壓的調(diào)節(jié)，從而使輸出電壓為“0”．為了使輸入電路的電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大些，所以必須用滑動(dòng)變阻器組成分壓電路．然后根據(jù)題目所提供的“被測(cè)物體質(zhì)量與輸出電壓成正比”的信息，先在受壓面上放一質(zhì)量已知為m0的砝碼，測(cè)出輸出電壓U0，再將被測(cè)物體放在受壓面上，測(cè)出輸出電壓，可建立方程組求解待測(cè)物體的質(zhì)量． (1)設(shè)計(jì)的電路如圖所示 (2)測(cè)量步驟與結(jié)果：①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為0；②將砝碼放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U0；③將待測(cè)物放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U1． 測(cè)得 (3)①因電源電壓不夠而使輸出電壓調(diào)不到0位置；②待測(cè)物體質(zhì)量超出轉(zhuǎn)換器量程． 答案：見解析 說(shuō)明：在信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)廣泛發(fā)展的今天，擔(dān)負(fù)著信息采集任務(wù)的傳感器在自動(dòng)控制、信息處理技術(shù)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用．傳感器是將所感受的物理量(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)的一類元件，其中的關(guān)鍵部分是對(duì)某一物理量敏感的元件，它將感受到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于利用的信號(hào)．例如用光敏電阻制成光電傳感器；用熱敏電阻制成熱電傳感器．本題就是力電傳感器．

提示：