Question

如圖所示為一種加速度傳感器的示意圖。質(zhì)量為m的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著，兩彈簧勁度系數(shù)都為k；R為滑動變阻器，電阻總長度為L，4是滑動片，它與電阻器任一端的電阻值都與它到這端的距離成正比。電池電動勢為E，內(nèi)阻不計。按圖連接電路后，電壓表指針的零點調(diào)在中央，當(dāng)P端的電勢高于Q端時，指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。試求：

（1）當(dāng)物體具有圖示方向的加速度a時，電壓表的指針向哪個方向偏轉(zhuǎn)？

（2）系統(tǒng)加速度a大小與電壓表示數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式。

Answer 1

（1）向左側(cè)偏轉(zhuǎn)                                            （3分）

（2）設(shè)振子偏離中間位置x距離時，電壓表的示數(shù)為U，由牛頓第二定律得

                                                 （2分）

設(shè)電阻器單位長度的電阻為r，則電路中的電流為                （2分）

電壓表的示數(shù)為                                             （3分）

    

由以上各式解得                                           （2分）