某學(xué)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( 設(shè)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m
0的砝碼、電壓表、滑動變阻、干電池各一個、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上).
請完成對待測物體質(zhì)量的測量.
(1)為使力電轉(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,某同學(xué)設(shè)計了如圖所示電路.若去掉ab導(dǎo)線,能否達(dá)到設(shè)計要求?說明理由.
(2)簡要說明按圖電路進(jìn)行測量的實驗步驟,求出比例系數(shù)k,井寫出待測物體的質(zhì)量m與已知量、可測量之間的關(guān)系式.
(1)ab接入電路時,滑動變阻器的左側(cè)與轉(zhuǎn)換器并聯(lián),則力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓最小可以為零;最大可以為電源電壓;測量范圍較大;
而將ab撤去后,力電轉(zhuǎn)換器與滑動變阻器串聯(lián),則根據(jù)串聯(lián)的分壓原理,轉(zhuǎn)換器上的電壓不會達(dá)到零;當(dāng)滑動變阻器全部接入時電壓最??;故使電壓的范圍變?。豢赡軣o法使轉(zhuǎn)換器的輸出為零,達(dá)不到實驗要求;
(2)測量步驟:
①調(diào)節(jié)滑動變阻器,使輸出電壓為0;
②將砝碼放在力電轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U
0;
③將待測物體放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U
1;
④根據(jù)根據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理:因U
0=Km
0g,則k=
;
同理U
1=kmg;
則m=
=
;