(2011•徐汇区二模)某实验小组设计了如图所示的加速度仪.其中CD是一段水平放置的长为L的、阻值较大的光滑均匀电阻丝,

(2011•徐汇区二模)某实验小组设计了如图所示的加速度仪.其中CD是一段水平放置的长为L的、阻值较大的光滑均匀电阻丝,一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂小球P,无加速度时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有向右的加速度时细金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触).
(1)已知电源电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点与C点相连,球P的质量为m,重力加速度为g,由此可推得加速度大小a与电压表示数U的关系为a=
[gUL/EH]
[gUL/EH]

(2)该实验小组根据(1)中关系,将电压表的刻度盘直接改为加速度刻度,在实际使用中还发现这个加速度仪除了不能测向左的加速度外,还存在不足之处,其中主要的不足之处有:I______;II______.
NEW1978 1年前 已收到1个回答 举报

泪眼银河 幼苗

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解题思路:(1)根据牛顿第二定律对小球分析mgtanθ=ma,解出细金属丝与竖直方向的夹角的正切tanθ,即此时电阻丝CD跟电压表并联部分的长度为x=Htanθ,则此时跟电压表并联的部分电阻为R′=
x
L
R=
HLtanθ
L
R
,根据欧姆定律电压表的读数为:U=
E
R
R′
,代入数据,化简可得加速度与电压的关系.
(2)当加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触,电压表没有读数;若安装时若电阻丝没有水平,此时读数会有较大的误差;电池用旧了,电池的内阻会增大,读数也会有较大的误差.

(1)当加速度为a时,对小球分析,根据牛顿第二定律mgtanθ=ma
即细金属丝与竖直方向的夹角的正切tanθ=
a
g
则此时电阻丝CD跟电压表并联部分的长度为:x=Htanθ=H
a
g
设电阻丝CD的总电阻为R,则此时跟电压表并联的部分电阻为:R′=
x
LR=
H
L
a
gR
根据欧姆定律电压表的读数为:U=
E
RR′=[EHa/Lg]
所以a=
gUL
EH
(2)当加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触,此时电压表无读数,无法测量加速度;
若安装时若电阻丝没有水平,电阻丝CD跟电压表并联部分的长度不再为x=Htanθ=H
a
g,此时读数会有较大的误差;
电池用旧了,电池的内阻会增大,读数也会有较大的误差.
所以其中主要的不足之处有:①加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触;②安装时若金属丝没有水平,读数会有较大的误差;③电池用旧了读数会有较大的误差.
故答案为:(1)[gUL/EH],
(2)加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触;安装时若金属丝没有水平,读数会有较大的误差;电池用旧了读数会有较大的误差(任选两个即可).

点评:
本题考点: 闭合电路的欧姆定律;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.

考点点评: 本题把牛顿第二定律和电路结合了起来,综合能力较强,有一定的难度,平时学习时,要注意知识的迁移训练.

1年前

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