Question

5．某興趣小組為了研制一臺(tái)“電子秤”，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)化傳感器，該傳感器的輸出電壓正比于受壓面的正壓力，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，先調(diào)節(jié)傳感器輸入端的電壓（要求從零開始調(diào)節(jié)），使力電轉(zhuǎn)換傳感器在空載時(shí)的輸出電壓為零，而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．
（1）如圖所示，E為直流電源，S為開關(guān)；R為滑動(dòng)變阻器；V為電壓表，在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）若將質(zhì)量為m₀的砝碼放在力電轉(zhuǎn)換傳感器的受壓面上，電壓表的示數(shù)為U₀；然后取下砝碼，再將待測(cè)質(zhì)量為m的物體放在力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上，電壓表的示數(shù)為U，則待測(cè)物體的質(zhì)量m=$\frac{{U}_{0}}{U}•{m}_{0}$．

Answer 1

分析 （1）要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且可使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，所以滑線變阻器采用分壓式接法；根據(jù)題意確定輸入端電路，在輸出端接測(cè)量輸出電壓的電壓表．
（2）根據(jù)測(cè)量的原理，利用示數(shù)的比值可求得物體的質(zhì)量．

解答 解：（1）要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且可使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，所以滑線變阻器采用分壓式接法，如下圖所示．

（2）由以上測(cè)量的原理可知，U₀=km₀g，U=kmg
得：m=$\frac{{U}_{0}}{U}•{m}_{0}$
故答案為：（1）如圖；（2）$\frac{{U}_{0}}{U}•{m}_{0}$

點(diǎn)評(píng) 這是一道設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題，屬開放型試題中重要的一種．力電轉(zhuǎn)換器是學(xué)生沒有用過的新儀器，能不能在試題所提供的各種信息中抓住最關(guān)鍵的有用信息，對(duì)學(xué)生的處理信息、電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力提出了較高要求．