Question

如圖甲所示為加速度計的原理圖：支架AB固定在待測系統上，滑塊穿在AB之間的水平光滑桿上，并用輕彈簧連接在A端，其下端有一活動臂可在滑動變阻器上自由滑動。隨著系統沿水平方向做變速運動，滑塊相對于支架將發生位移，并通過電路轉換成電信號從電壓表輸出。已知電壓表量程為8V，滑塊質量m=0.1kg，彈簧勁度系數k=20N／m，電源電動勢E=10V，內阻不計，滑動變阻器總電阻值R=40Ω，有效總長度l=8cm．當待測系統靜止時，滑動觸頭P位于變阻器R的中點，取A→B方向為正方向。

（1）該加速度計能測量的最大加速度為            m/s²。
（2）為保證電壓表能正常使用，圖甲電路中電阻R₀至少       Ω。
（3）根據R₀的最小值，將電壓表盤上的電壓刻度改成適當的加速度刻度，如圖乙，電壓4V對應加速度為            ，電壓6V對應加速度為            （要求用正負號表示加速度方向）。

Answer 1

（1） 8  （2）10 （3）   0   -4m/s²

試題分析：（1）彈簧形變量在允許范圍內的最大值為4cm，由和可得加速度最大為
（2）電壓表電壓不能超過8V，最大值，則至少為10Ω。
（3）當電壓表示數為4V是，,滑片指在滑動變阻器中間，加速度為0；電壓為6V，滑動變阻器從中間向右滑了，有向左的加速度，由和可得大小為，因此電壓6V對應加速度為
點評：中等難度。串聯電路電壓比等于電阻比。