Question

5．某兴趣小组为了研制一台“电子秤”，找到一个力电转化传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的正压力，实验操作时，先调节传感器输入端的电压（要求从零开始调节），使力电转换传感器在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．
（1）如图所示，E为直流电源，S为开关；R为滑动变阻器；V为电压表，在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图．
（2）若将质量为m₀的砝码放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U₀；然后取下砝码，再将待测质量为m的物体放在力电转换器的受压面上，电压表的示数为U，则待测物体的质量m=$\frac{{U}_{0}}{U}•{m}_{0}$．

Answer 1

分析 （1）要求力电转换器的输入电压可调，并且可使电压的调节范围尽可能大，所以滑线变阻器采用分压式接法；根据题意确定输入端电路，在输出端接测量输出电压的电压表．
（2）根据测量的原理，利用示数的比值可求得物体的质量．

解答 解：（1）要求力电转换器的输入电压可调，并且可使电压的调节范围尽可能大，所以滑线变阻器采用分压式接法，如下图所示．

（2）由以上测量的原理可知，U₀=km₀g，U=kmg
得：m=$\frac{{U}_{0}}{U}•{m}_{0}$
故答案为：（1）如图；（2）$\frac{{U}_{0}}{U}•{m}_{0}$

点评 这是一道设计型实验题，属开放型试题中重要的一种．力电转换器是学生没有用过的新仪器，能不能在试题所提供的各种信息中抓住最关键的有用信息，对学生的处理信息、电路设计和实验创新能力提出了较高要求．