Question

【題目】如圖所示為一加速度傳感器。質量為m的滑塊可在光滑的框架中平移，滑塊兩側用完全相同的輕彈簧連接，兩輕彈簧的另一端固定在框架上，每個輕彈簧的勁度系數均為k。A、B是均勻平直的電阻絲的兩端，AB長度為L，P為固定在滑塊上并與電阻絲接觸良好的滑動片。兩個電池的電動勢均為E，內阻不計。當滑塊加速度為零時，兩輕彈簧均為原長，滑動片P位于AB正中間。電壓表指針的零點調在其刻度盤的中央，當M端電勢高于N端時，指針向零點右側偏轉。將框架固定在水平運動的物體上，從電壓表V的讀數變化可以測出加速度的大小。當物體具有圖示方向的加速度a時：

（1）電壓表的指針將__________（填“向左”或“向右”）偏轉。

（2）加速度a與電壓表讀數的絕對值U的關系是：a=__________。

（3）若將電壓表的表盤改裝成直接表示加速度大小的刻度盤，則其刻度__________（填“均勻”或“不均勻”）。

Answer 1

【答案】向左 均勻

【解析】

（1）[1]當物體具有圖示方向的加速度a時，滑塊偏向左端，滑動片P偏向左端，M端電勢低于N端，指針向零點左側偏轉

（2）[2]設滑動片P向左移動的距離為x，根據牛頓第二定律得

2kx=ma

根據歐姆定律得

聯立解得

（3）[3]由（2），說明a與U成正比，表盤刻度均勻