某學生為了測量一物體的質(zhì)量,找到了一個力電轉(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。測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0;而后在其受壓面上放一物體,即可測得與物體的質(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、滑動變阻器、干電池各一個、電鍵及導線若干、待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)。請完成對該物體質(zhì)量的測量。
(1)設(shè)計一個電路,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電路圖。
(2)簡要說明測量步驟,求出比例系數(shù)k,并測出待測物體的質(zhì)量m。
(3)請設(shè)想實驗中可能出現(xiàn)的一些問題。
見解析
【解析】
試題分析:物體的重力G與質(zhì)量的關(guān)系是G=mg,重力在數(shù)值上等于靜止物體對水平支持物的壓力F。又題目所給的力電轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力即U=kF。因此利用電壓表測出的電壓值可間接地測量物體的質(zhì)量。
(1)由于測量時要求輸入電壓的可調(diào)范圍盡可能大,所以測量電路的輸入端應(yīng)連成滑動變阻器的分壓電路,輸出端要接電壓表,用以測量輸出電壓,測量電路如圖3-3-11所示。
(2)測量步驟為:
①調(diào)節(jié)滑動變阻器,使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零;
②將砝碼m0放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U0,則U0=km0g,得k= ;
③將待測物體放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U,測得U=kmg
代入k值得m=m0。
(3)力電轉(zhuǎn)換器作為一種測量裝置就有量程和零誤差問題,所以實驗中可能會出現(xiàn)的問題有:①待測物體質(zhì)量超出轉(zhuǎn)換器量程;②因電源電壓不夠而輸出電壓調(diào)不到零
考點:本題考查了壓力傳感器的工作原理。
點評:半導體材料在生活中的應(yīng)用和重力和壓力的關(guān)系,知道在什么情況下,壓力的大小與重力的大小相等.
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
現(xiàn)有下列器材:力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個,電鍵及導線若干,待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上).請完成對該物體質(zhì)量的測量.
(1)設(shè)計一個電路,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量電路;
(2)簡要說明測量步驟,求出比例系數(shù)k,并測出待測物體的質(zhì)量m;
(3)請設(shè)想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題.
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科目:高中物理 來源:2012-2013學年陜西省五校高三第三次模擬考試物理試卷(解析版) 題型:實驗題
某學生為了測量一物體的質(zhì)量,找到一個力電轉(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。測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0;而后在其受壓面上放一物體,即可測得與物體質(zhì)量成正比的輸出電壓U,F(xiàn)有下列器材:力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、電鍵及導線若干、待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)。請完成對該物體質(zhì)量的測量。
(l)設(shè)計一個電路,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量電路圖。
(2)以下為簡要的測量步驟,請將不完整處補充完整:
A.調(diào)節(jié)滑動變阻器,使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零;
B.將 放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U0;
C.將待測物放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U1;
(3)根據(jù)以上測量,可求出:比例系數(shù)k= ,待測物體的質(zhì)量m= 。
(4)請設(shè)想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題: 。
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