加速度計是測定物體加速度的儀器.在現(xiàn)代科技中，它已成為導(dǎo)彈、飛機、潛艇或宇宙飛船等制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源.圖為應(yīng)變式加速度計的示意圖.當(dāng)系統(tǒng)加速時，加速度計中的敏感元件也處于加速狀態(tài).敏感元件由兩彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測系統(tǒng)固定在一起，敏感元件的下端可在滑動變阻器R上自由滑動，當(dāng)系統(tǒng)加速運動時，敏感元件發(fā)生位移并轉(zhuǎn)換為電信號輸出.

已知敏感元件的質(zhì)量為m，兩側(cè)彈簧的勁度系數(shù)均為k，電源電動勢為E，電源內(nèi)阻不計，滑動變阻器的總電阻值為R，有效長度為l，靜態(tài)時，輸出電壓為U0，試推導(dǎo)加速度a與輸出電壓U的關(guān)系式.

a=


解析:

設(shè)靜態(tài)時滑動變阻器的滑片距左端為x，則敏感元件的輸出電壓為：

U0=·                                                           ①

再設(shè)系統(tǒng)向左加速時滑片右移Δx，則敏感元件的動力學(xué)方程為：

2kΔx=ma                                                                    ②

此時敏感元件的輸出電壓為

U=·（x+Δx）                                                           ③

綜合①②③三式可得

a=

若U＞U0，系統(tǒng)的加速度方向水平向左；

若U＜U0，系統(tǒng)的加速度方向水平向右.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

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（1）如圖（1）為“電流天平”，可用于測定磁感應(yīng)強度．在天平的右端掛有一矩形線圈，設(shè)其匝數(shù)n=5匝，底邊cd長L=
20cm，放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中，且線圈平面與磁場垂直．當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時，調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡．若保持電流大小不變，使電流方向反向，則要在天平右盤加質(zhì)量m=8.2g的砝碼，才能使天平再次平衡．則cd邊所受的安培力大小為
 
 N，磁感應(yīng)強度B的大小為
 
T（g=10m/s2）．
（2）某課外興趣小組利用如圖（2）的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關(guān)系”以及“加速度與合外力的關(guān)系”1 該小組同學(xué)實驗時先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力，改變鉤碼的個數(shù)，確定加速度a與細線上拉力F的關(guān)系，如圖圖象中能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是
 

A．精英家教網(wǎng)B．精英家教網(wǎng)C．精英家教網(wǎng)D．精英家教網(wǎng)
②在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖（3）所示，則小車運動的加速度大小為
 
m/s2（保留3位有效數(shù)字）
③實驗時，小車由靜止開始釋放，已知釋放時鉤碼底端離地高度為H，現(xiàn)測出的物理量還有：小車由靜止開始起發(fā)生的位移s（s＜H）、小車發(fā)生位移s時的速度大小為v，鉤碼的質(zhì)量為m，小車的總質(zhì)量為M，設(shè)重力加速度為g，則mgs
 
 （選填“大于”、“小于”或“等于”）小車動能的變化；
（3）利用如圖（4）所示電路測量一量程為300mV的電壓表的內(nèi)阻RV，RV約為300Ω．
a、請補充完整某同學(xué)的實驗步驟：
①按電路圖正確連接好電路，把滑動變阻器R的滑片P滑到
 
（填“a”或“b”）端，閉合開關(guān)S2，并將電阻箱R0的阻值調(diào)到較大；
②閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電壓表的指針指到滿刻度；
③保持開關(guān)S1閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開開關(guān)S2，調(diào)整電阻箱R0的阻值大小，使電壓表的指針指到滿刻度的
 
；讀出此時電阻箱R0的阻值，即等于電壓表內(nèi)阻RV．
b、實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱（最大阻值999.9Ω）、電池（電動勢約1.5V，內(nèi)阻可忽略不計）、導(dǎo)線和開關(guān)之外，還有如下可供選擇的實驗器材：
A．滑動變阻器（最大阻值150Ω）B．滑動變阻器（最大阻值50Ω）
為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器R應(yīng)選用
 
（填序號）．
c、對于上述測量方法，從實驗原理分析可知，在測量無誤的情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R測
 
（填“大于”、“小于”或“等于”）真實值RV；且在其他條件不變的情況下，若R越大，其測量值R測的誤差就越
 
（填“大”或“小”）．

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科目：高中物理 來源：河西區(qū)二模 題型：填空題


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（1）如圖（1）為“電流天平”，可用于測定磁感應(yīng)強度．在天平的右端掛有一矩形線圈，設(shè)其匝數(shù)n=5匝，底邊cd長L=
20cm，放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中，且線圈平面與磁場垂直．當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時，調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡．若保持電流大小不變，使電流方向反向，則要在天平右盤加質(zhì)量m=8.2g的砝碼，才能使天平再次平衡．則cd邊所受的安培力大小為______ N，磁感應(yīng)強度B的大小為______T（g=10m/s2）．
（2）某課外興趣小組利用如圖（2）的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關(guān)系”以及“加速度與合外力的關(guān)系”1 該小組同學(xué)實驗時先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力，改變鉤碼的個數(shù)，確定加速度a與細線上拉力F的關(guān)系，如圖圖象中能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是______
A．
精英家教網(wǎng)
B．
精英家教網(wǎng)
C．
精英家教網(wǎng)
D．
精英家教網(wǎng)

②在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖（3）所示，則小車運動的加速度大小為______m/s2（保留3位有效數(shù)字）
③實驗時，小車由靜止開始釋放，已知釋放時鉤碼底端離地高度為H，現(xiàn)測出的物理量還有：小車由靜止開始起發(fā)生的位移s（s＜H）、小車發(fā)生位移s時的速度大小為v，鉤碼的質(zhì)量為m，小車的總質(zhì)量為M，設(shè)重力加速度為g，則mgs______ （選填“大于”、“小于”或“等于”）小車動能的變化；
（3）利用如圖（4）所示電路測量一量程為300mV的電壓表的內(nèi)阻RV，RV約為300Ω．
a、請補充完整某同學(xué)的實驗步驟：
①按電路圖正確連接好電路，把滑動變阻器R的滑片P滑到______（填“a”或“b”）端，閉合開關(guān)S2，并將電阻箱R0的阻值調(diào)到較大；
②閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電壓表的指針指到滿刻度；
③保持開關(guān)S1閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開開關(guān)S2，調(diào)整電阻箱R0的阻值大小，使電壓表的指針指到滿刻度的______；讀出此時電阻箱R0的阻值，即等于電壓表內(nèi)阻RV．
b、實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱（最大阻值999.9Ω）、電池（電動勢約1.5V，內(nèi)阻可忽略不計）、導(dǎo)線和開關(guān)之外，還有如下可供選擇的實驗器材：
A．滑動變阻器（最大阻值150Ω）B．滑動變阻器（最大阻值50Ω）
為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器R應(yīng)選用______（填序號）．
c、對于上述測量方法，從實驗原理分析可知，在測量無誤的情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R測______（填“大于”、“小于”或“等于”）真實值RV；且在其他條件不變的情況下，若R越大，其測量值R測的誤差就越______（填“大”或“小”）．

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科目：高中物理 來源：2011年天津市河西區(qū)高考物理二模適應(yīng)性訓(xùn)練（一） （解析版） 題型：填空題


（1）如圖（1）為“電流天平”，可用于測定磁感應(yīng)強度．在天平的右端掛有一矩形線圈，設(shè)其匝數(shù)n=5匝，底邊cd長L=
20cm，放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中，且線圈平面與磁場垂直．當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時，調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡．若保持電流大小不變，使電流方向反向，則要在天平右盤加質(zhì)量m=8.2g的砝碼，才能使天平再次平衡．則cd邊所受的安培力大小為     N，磁感應(yīng)強度B的大小為    T（g=10m/s2）．
（2）某課外興趣小組利用如圖（2）的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關(guān)系”以及“加速度與合外力的關(guān)系”1 該小組同學(xué)實驗時先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力，改變鉤碼的個數(shù)，確定加速度a與細線上拉力F的關(guān)系，如圖圖象中能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是   
A．B．C．D．
②在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖（3）所示，則小車運動的加速度大小為    m/s2（保留3位有效數(shù)字）
③實驗時，小車由靜止開始釋放，已知釋放時鉤碼底端離地高度為H，現(xiàn)測出的物理量還有：小車由靜止開始起發(fā)生的位移s（s＜H）、小車發(fā)生位移s時的速度大小為v，鉤碼的質(zhì)量為m，小車的總質(zhì)量為M，設(shè)重力加速度為g，則mgs     （選填“大于”、“小于”或“等于”）小車動能的變化；
（3）利用如圖（4）所示電路測量一量程為300mV的電壓表的內(nèi)阻RV，RV約為300Ω．
a、請補充完整某同學(xué)的實驗步驟：
①按電路圖正確連接好電路，把滑動變阻器R的滑片P滑到    （填“a”或“b”）端，閉合開關(guān)S2，并將電阻箱R的阻值調(diào)到較大；
②閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電壓表的指針指到滿刻度；
③保持開關(guān)S1閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開開關(guān)S2，調(diào)整電阻箱R的阻值大小，使電壓表的指針指到滿刻度的    ；讀出此時電阻箱R的阻值，即等于電壓表內(nèi)阻RV．
b、實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱（最大阻值999.9Ω）、電池（電動勢約1.5V，內(nèi)阻可忽略不計）、導(dǎo)線和開關(guān)之外，還有如下可供選擇的實驗器材：
A．滑動變阻器（最大阻值150Ω）B．滑動變阻器（最大阻值50Ω）
為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器R應(yīng)選用    （填序號）．
c、對于上述測量方法，從實驗原理分析可知，在測量無誤的情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R測    （填“大于”、“小于”或“等于”）真實值RV；且在其他條件不變的情況下，若R越大，其測量值R測的誤差就越    （填“大”或“小”）．

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