分析 (1)結(jié)合裝置示意圖分析測量的原理,寫出相關(guān)的公式,然后根據(jù)公式判斷出需要測量的物理量,然后涉及必要的步驟;
(2)根據(jù)實驗的原理分析若電源內(nèi)阻無法忽略,對上述方法的測量結(jié)果有何影響;
(3)根據(jù)題意得出內(nèi)電阻不能忽略時,改進(jìn)實驗的方法即可.
解答 解:(1)設(shè)托盤自身質(zhì)量m0,放上托盤后,由力的平衡知識有:
m0g=kx1
放上待測物體后,整體受力分析如圖所示
kx2=m0g+mxg
聯(lián)立得:mx=$\frac{k({x}_{2}-{x}_{1})}{g}$-----①
考慮到在測量的過程中托盤的質(zhì)量帶來計算的復(fù)雜性,可以在測量的過程中先平衡托盤的質(zhì)量帶來的影響,讓x1=0,則①式可以簡化為:${m}_{x}=\frac{kx}{g}$…②
設(shè)當(dāng)托盤下降x時,傳感器上的電壓為U,則:
U=I•Rx…③
其中:${R}_{x}=\frac{x}{L}•R$,$I=\frac{E}{R}$…④
聯(lián)立得:${m}_{x}=\frac{k}{g}•\frac{UL}{E}$…⑤
由公式⑤可知,在k、g、L、E已知的情況下,只需要測量電壓U即可.
所以必要的步驟為:
a、放上托盤,調(diào)節(jié)P2的位置,使電壓傳感器的讀數(shù)為0;
b、在托盤上放上待測物體,記性此時的電壓;
c、根據(jù)公式⑤計算待測物體的質(zhì)量.
(2)若電源內(nèi)阻無法忽略,則公式④中電流的表達(dá)式為:
$I=\frac{E}{R+r}$…⑥
聯(lián)立得:${m}_{x}=\frac{k}{g}•\frac{UL}{E}•\frac{R+r}{R}$…⑦
比較⑤⑦可知,當(dāng)內(nèi)電阻不能忽略時,測量值將偏大
(3)通過⑤⑦的比較可知,不論內(nèi)電阻是否可以忽略,待測物體的質(zhì)量都與電壓傳感器上的電壓成正比,產(chǎn)生誤差的原因與內(nèi)電阻有關(guān),在這種情況下可以先用質(zhì)量為1kg的標(biāo)準(zhǔn)的物體測量出電壓傳感器上的電壓值U0,然后可得:$\frac{m}{{m}_{0}}=\frac{U}{{U}_{0}}$
將⑦式修改為:${m}_{x}=\frac{U}{{U}_{0}}•{m}_{0}$
答:(1)實驗的步驟為:a、放上托盤,調(diào)節(jié)P2的位置,使電壓傳感器的讀數(shù)為0;
b、在托盤上放上待測物體,記性此時的電壓;
c、根據(jù)公式⑤計算待測物體的質(zhì)量.
(2)若電源內(nèi)阻無法忽略,測量值將偏大
(3)改進(jìn)實驗的方法為先用質(zhì)量為1kg的標(biāo)準(zhǔn)的物體測量出電壓傳感器上的電壓值U0,然后將⑦式修改為${m}_{x}=\frac{U}{{U}_{0}}•{m}_{0}$.
點評 本題考查了某種電子秤的原理,涉及到受力分析、平衡條件的和歐姆定律的應(yīng)用,看懂電路圖是關(guān)鍵.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | O點的磁感應(yīng)強度為零 | B. | a、b兩點磁感應(yīng)強度的大小相同 | ||
C. | a、b兩點的磁感應(yīng)強度方向相同 | D. | n中電流所受安培力方向由Q指向P |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 若傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動時,物體將一定落在Q點的左邊 | |
B. | 若傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動時,物體將仍落在Q點 | |
C. | 若傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動時,物體可能會落在Q點 | |
D. | 若傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動時,物體將一定落在Q點的右邊 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 乙車在運動過程中的最大速度與a1、a2有關(guān) | |
B. | A、B兩點的長度為v0t | |
C. | 不論a1、a2為何值,都有$\frac{{{a_1}{a_2}}}{{{a_1}+{a_2}}}=\frac{{2{v_0}}}{t}$ | |
D. | 不論a1、a2為何值,都有$\frac{{{a_1}{a_2}}}{{{a_1}+{a_2}}}=\frac{v_0}{t}$ |
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