16.如圖所示為一種加速度儀的示意圖.質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系數(shù)均為k的輕彈簧,電源的電動勢為E,不計內(nèi)阻,滑動變阻器的總阻值為R,有效長度為L,系統(tǒng)靜止時,滑動觸頭位于滑動變阻器正中,這時電壓表指針恰好在刻度盤正中.
(1)系統(tǒng)的加速度a(以向右為正)和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式a=$\frac{kL}{mE}(E-2U)$.
(2)若電壓表指針指在滿刻度的$\frac{3}{4}$位置,此時系統(tǒng)的加速度大小為$\frac{KL}{2m}$和方向向左(填“左”或“右”)

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律求出加速度與振子偏離變阻器中點的距離的關(guān)系式.根據(jù)歐姆定律和電阻定律求出電壓表讀數(shù)U與振子偏離變阻器中點的距離的關(guān)系式,再綜合得出系統(tǒng)的加速度a和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式.
(2)當(dāng)變阻器觸片滑到最右端時電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢,得到電壓表指針指在滿刻度的$\frac{3}{4}$位置時電壓值,代入加速度的表達式,求出加速度.

解答 解:(1)當(dāng)振子向左偏離變阻器中間位置x距離時,對振子,根據(jù)牛頓第二定律得:
2kx=ma…①
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路分壓特點得:
U=$\frac{\frac{L}{2}-x}{L}E$…②
聯(lián)立①②得:a=$\frac{kL}{mE}(E-2U)$
(2)由加速度的表達式可知,a與U是線性關(guān)系,所以加速度儀的刻度盤是均勻的,當(dāng)變阻器觸片滑到最右端時電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢E,得到電壓表指針指在滿刻度的$\frac{3}{4}$位置時電壓值為:U=$\frac{3}{4}E$.
代入到加速度a的表達式得:a=-$\frac{KL}{2m}$,負號表示方向向左.
故答案為:(1)a=$\frac{kL}{mE}(E-2U)$;(2)$\frac{KL}{2m}$,左

點評 本題是力電綜合題,尋找力與電聯(lián)系的紐帶是關(guān)系,此題力電聯(lián)系的紐帶是振子的位移.

練習(xí)冊系列答案
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4.2016年1月5日上午,國防科工局正式發(fā)布國際天文學(xué)聯(lián)合會批準(zhǔn)的嫦娥三號探測器著陸點周邊區(qū)域命名為“廣寒宮”,附近三個撞擊坑分別命名為“紫微”、“天市”、“太微”.此次成功命名,是以中國元素命名的月球地理實體達到22個.已知“嫦娥三號”曾經(jīng)在距離月球表面高度為h處繞月球做勻速圓周運動.月球半徑為R,月球表面的重力加速度為g0,則“嫦娥三號”在距離月球表面h高處環(huán)繞月球運行的周期為( 。
A.$2π\(zhòng)sqrt{\frac{h}{g_0}}$B.$2π\(zhòng)sqrt{\frac{R+h}{g_0}}$C.$\frac{2π(R+h)}{R}\sqrt{\frac{R+h}{g_0}}$D.$\frac{2πh}{R}\sqrt{\frac{h}{g_0}}$

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A.2:1B.3:2C.4:3D.8:9

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4.如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分,圖中每個背景方格的邊長均為4.90cm.那么拍攝照片時所用閃光頻率是10Hz,小球平拋的初速度為0.98m/s(g=9.8m/s2)

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11.如圖所示為某一電源的U-I曲線,由圖可知( 。
A.電源電動勢為2.0 V
B.電源內(nèi)阻為$\frac{1}{3}$Ω
C.電源短路時電流為6.0A
D.電路路端電壓為1.0 V時,電路中電流為5.0 A

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1.在如圖所示的U-I圖象中,直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象,直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線.用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路.由圖象可知( 。
A.電源的電動勢為3 V,內(nèi)阻為5Ω
B.電阻R的阻值為2Ω
C.電源的效率為50%
D.如果電阻R逐漸減小,電源的輸出功率可能先增大后減小

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8.如圖表示一個機械波的波源S做勻速運動的情況.圖中的圓表示機械波的波面,A、B、C、D是四個觀察者的位置,由圖可以看出( 。
A.波源正在向A運動B.波源正在向C運動
C.B點的觀察者接收到的頻率最低D.D點的觀察者接收到的頻率最高

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5.下列說法正確的是(  )
A.溫度相等的物體內(nèi)部分子的平均動能相等
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6.關(guān)于線圈的自感系數(shù),下列說法正確的是( 。
A.線圈中的電流變化越快,其自感系數(shù)就越大
B.線圈中的電流越大,其自感系數(shù)就越大
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