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    精英家教网某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压．使转换器空载时的输出电压为0；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U．现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）．
    请完成对该物体质量的测量．
    （l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图．
    （2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．
    （3）请设想实验中可能会出现的一个问题．
    分析：（1）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）先调节输入电压，使输出电压为零，然后测量物体质量；根据测量数据求出系数k．
    （3）从电源电压与量程等角度分析可能出现的问题．
    解答：精英家教网解：（1）根据“可测得与物体的质量成正比的输出电压U”可知：输出端应接电压表．又根据“为了使输入电路的电压调节范围尽可能大”可知：必须用滑动变阻器在输入端组成分压电路．设计的电路图如图所示．
    （2）测量步骤与结果：
    ①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；
    ②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0；
    ③将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；
    由 U0=km0g，得k=
    U0
    m0g

    测得 U=kmg，所以m=
    m0U
    U0
    ．
    （3）①因电源电压不够而输出电压调不到零；
    ②待测物体质量超出转换器量程．
    答：（1）电路图如图所示；（2）实验步骤如上所述；待测物体的质量m=
    m0U
    U0
    ．（3）实验中可能会出现的问题有：①因电源电压不够而输出电压调不到零；
    ②待测物体质量超出转换器量程．
    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．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2005?深圳一模）某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器．已知该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数k未知）．测量时先调节输入端电压，使转换器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U．现有下列器材：力电转换器（如图）、质量为m0的砝码、电压表（）、滑动变阻器（）、干电池（）、电键（）各一个；导线若干及待测物体（可置于力电转换器的受压面上）．
    （1）请设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图．
    （2）若调节输出电压为零后，放上砝码后电压表的示数为U1；放上待测物体后电压表的示数为U2；用在测量中得到的物理量求出比例系数k及待测物体的质量m．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)，如图所示.测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0;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U.

    现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键及导线若干，待测物体(可置于力电转换器的受压面上).请完成对该物体质量的测量.

    (1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路;

    (2)简要说明测量步骤，求出比例系数ｋ，并测出待测物体的质量m;

    (3)请设想实验中可能会出现的一个问题.

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年陕西省五校高三第三次模拟考试物理试卷（解析版） 题型：实验题

    某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示。测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。

    （l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。

    （2）以下为简要的测量步骤，请将不完整处补充完整：

    A．调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；

    B．将         放在转换器上，记下输出电压U0；

    C．将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；

    （3）根据以上测量，可求出：比例系数k=       ，待测物体的质量m=       。

    （4）请设想实验中可能会出现的一个问题：                               。

     

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年江苏省高三下学期期初检测物理卷（解析版） 题型：计算题

    某学生为了测量一物体的质量，找到了一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示。测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；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U，现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。

    （1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的电路图。

    （2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m。

    （3）请设想实验中可能出现的一些问题。

     

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