Question

某同學利用業余時間為工廠設計了一個測定機器轉動角速度的裝置，如圖3－8所示．A為一金屬小球，質量為m，電阻不計．水平光滑的均勻滑桿PN由合金材料制成，電阻不能忽略，PA通過電刷（圖中未畫出）與電路相連接，電源電動勢為E，內阻不計，限流電阻R與桿PN的總電阻相等．連接小球的彈簧，由絕緣材料制成，彈簧的勁度系數為k．小球靜止時恰好在滑桿PN的中點，當系統繞軸勻速轉動時，電壓表的示數為U，試求此時系統轉動的角速度w  ．

Answer 1

答案：見詳解
解析：

設桿PN的總電阻為，系統轉動時桿PA段的電阻為，根據歐姆定律得  ①    ②設彈簧原長為，則實際長度（反映PN桿接入電路中的長度）為  ③ 彈簧伸長量為    ④據胡克定律和牛頓第二定律得    ⑤ 由①②③④⑤式解得：    ⑥

提示：