加速度计是测定物体加速度的仪器,在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船制导系统的信息源.图所示为应变式加速度计,当系统加速时,加速度计中的敏感元件也处于

◎ 题目

加速度计是测定物体加速度的仪器,在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船制导系统的信息源.图所示为应变式加速度计,当系统加速时,加速度计中的敏感元件也处于加速状态,敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上,架与待测系统固定在一起.敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动,当系统加速运动时,敏感元件发生位移,并转换为电信号输出.已知敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器的总阻值为R,有效长度为L,调整接点C的位置,使静态时输出电压为零.
(1)当系统做匀加速运动时,试写出加速度a与电压表示数U的对应关系,以便重新刻制到电压表表盘,使它成为直接读加速度值的加速度计;
(2)为什么C点设置在电阻丝AB的中间?对电压表的零刻度在表盘上的位置应有什么要求?表盘的加速度刻度是否均匀?

◎ 答案

(1)设敏感元件从平衡位置移动距离x,滑臂滑过的距离也为x.则有2kx=ma.滑臂滑过的距离为x时输出电压为:U=IRx
其中 I=
E
R+r
,Rx=
R
L
x

消去x,则得加速度a与输出电压U的关系式为:U=
mER
2k(R+r)L
a

(2)由上式可知,m、E、R、r、k、L均为常数,则系统加速度a与电压表示数U成正比,可将电压表上刻度相应地改成加速度a的数值,因而可知表盘上加速度a的刻度与电压刻度一样是均匀的.
利用这个装置也可测定系统减速时的加速度,故电压表的零刻度应在刻度盘的中央位置,所以C点设置在电阻丝AB的中间.
答:
(1)当系统做匀加速运动时,加速度a与电压表示数U的对应关系为U=
mER
2k(R+r)L
a

(2)利用这个装置也可测定系统减速时的加速度,电压表的零刻度应在刻度盘的中央位置,C点设置在电阻丝AB的中间.加速度a的刻度是均匀的.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“加速度计是测定物体加速度的仪器,在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船制导系统的信息源.图所示为应变式加速度计,当系统加速时,加速度计中的敏感元件也处于…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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