Question

下圖為一直線運動加速度測量儀的原理示意圖，可以測量物體沿水平方向運動的加速度。A為一 “U”型底座，其內部放置一絕緣滑塊B; B的兩側各有一彈簧，它們分別固連在A的兩個內側壁上；滑塊B還與一阻值均勻的碳膜電阻CD的滑動頭相連（B與A之間的摩擦及滑動頭與碳膜間的摩擦均忽略不計)。電阻CD及其滑動頭與另外的電路相連（圖中未畫出）。

工作時將底座A固定在被測物體上，使彈簧及電阻CD均與物體的運動方向平行。當被測物體加速運動時，物塊B將在彈簧的作用下，以同樣的加速度運動。通過電路中儀表的讀數，可以得知加速度的大小。

已知滑塊B的質量為0.60kg,兩彈簧的勁度系數均為2.0Xl0²N/m,碳膜電阻CD的全長為9.0cm,被測物體可能達到的最大加速度為20m/s² (此時彈簧仍為彈性形變）；另有一電動勢為9.0V、內阻可忽略不計的直流電源，一理想指針式直流電壓表及開關、導線。
設計一電路，用電路中電壓表的示值反映加速度的大小。

要求：①當加速度為零時，電壓表指針在表盤中央，且此時兩彈簧均處于自然狀態；②當物體向左以可能達到的最大加速度加速運動時，電壓表示數為滿量程；③當物體向右以可能達到的最大加速度加速運動時，電壓指針指在最左端電壓示數為零的位置。（所給的電壓表可以滿足要求。）

(1) 完成電路原理圖。

(2) 完成下列填空：（不要求有效數字）

①所給的電壓表量程為_________V;

②當加速度為零時，應將滑動頭調在距電阻的C端______cm處；

③當物體向左做減速運動，加速度的大小為lOm/s²時，電壓表示數為_________V。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

（1）（2分）

（2）6v （2分），3cm（2分），1.5v （2分）。