某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度傳感器，如圖所示．質(zhì)量為m的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用勁度系數(shù)均為k的彈簧3拉著；R為滑動變阻器，4是滑片，它與變阻器任一端的電阻值都跟它到這兩端的距離成正比．變阻器的全長為l，兩個(gè)電池的電動勢均為E，內(nèi)阻可不計(jì)，按圖連接電路后，電壓表指針的零點(diǎn)調(diào)在中央，當(dāng)P端電勢高于Q端時(shí)，指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)．現(xiàn)將框架1沿著x軸固定在運(yùn)動的物體上，來測定沿x軸運(yùn)動的加速度．
（1）當(dāng)物體沿x軸正方向加速運(yùn)動時(shí)，電壓表指針將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為U時(shí)，物體的加速度多大？
分析：（1）當(dāng)系統(tǒng)水平向右做勻加速直線運(yùn)動，滑塊向左移動，根據(jù)在電源的外電路中，順著電流的方向電勢降低判斷電勢的高低，即可判斷電壓表指針偏轉(zhuǎn)方向．
（2）電壓表（內(nèi)阻很大）測量滑動頭P與Q點(diǎn)間的電壓．設(shè)滑塊向左移動的距離為x，對滑塊研究，根據(jù)牛頓第二定律得到加速度與x的關(guān)系．由電阻定律和歐姆定律求出電壓表讀數(shù)與x的關(guān)系，再綜合得到加速度a與電壓表（內(nèi)阻很大）的示數(shù)U間的關(guān)系式．
解答：解：（1）當(dāng)系統(tǒng)水平向右做勻加速運(yùn)動時(shí)，滑塊向左移動，電壓表P端的電勢低于Q端的電勢，由題知，指針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)．
（2）設(shè)系統(tǒng)加速度為a，滑塊向左移動的距離為x，則：
對滑塊根據(jù)牛頓第二定律得
   2kx=ma
設(shè)電阻器單位長度的電阻為r，則電路中的電流為：I=
2E
Lr

電壓表的示數(shù)為：U=Ixr
由以上各式解得：a=
kL
mE
U
答：
（1）當(dāng)物體沿x軸正方向加速運(yùn)動時(shí)，指針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)．
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為U時(shí)，物體的加速度為
kL
mE
U．
點(diǎn)評：本題是力電綜合題，關(guān)鍵是尋找力與電聯(lián)系的紐帶，此題力電的橋梁是滑塊移動的距離．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某校學(xué)習(xí)興趣小組在研究“探索小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，圖1是某次實(shí)驗(yàn)得出的紙帶，所用電源的頻率為
50HZ，舍去前面比較密集的點(diǎn)，從0點(diǎn)開始，每5個(gè)連續(xù)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)以1、2、3…．各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離依次為
d1=3cm，d2=7.5cm，d3=13.5cm，則：
（1）物體做
勻加速直線
勻加速直線
的運(yùn)動，理由是
相鄰的時(shí)間間隔位移之差相等
相鄰的時(shí)間間隔位移之差相等
；
（2）物體通過1計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度υ1=
0.375
0.375
m/s；
（3）物體運(yùn)動的加速度為a=
1.5
1.5
m/s2．

（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所  受合外力F及質(zhì)量M的關(guān)系實(shí)驗(yàn)．圖2為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有砂的砂桶（總質(zhì)量為m），D為一端帶有定滑輪的長木板．
①若保持砂和砂桶質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量M，分別得到小車加速度a與質(zhì)量M及對應(yīng)的
1
M
數(shù)據(jù)如表1所示．
表1
次數(shù) 1 2 3 4 5
小車加速度a/（m?s-2） 1.98 1.48 1.00 0.67 0.50
小車質(zhì)量M/kg 0.25 0.33 0.50 0.75 1.00
質(zhì)量倒數(shù)
1
M
/kg-1		 4.00 3.00 2.00 1.33 1.00
根據(jù)表1數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時(shí)a與M的關(guān)系，請?jiān)趫D3所示的方格坐標(biāo)紙中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹拷⒆鴺?biāo)系，并作出圖線．
從圖線中得到F不變時(shí)，小車加速度a與質(zhì)量M之間存在的關(guān)系是
a與M成反比
a與M成反比
．
②某同學(xué)在探究a與F的關(guān)系時(shí)，把砂和砂桶的總重力當(dāng)作  小車的合外力F，作出a-F圖線如圖4所示，試分析圖線不過原點(diǎn)的原因是
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
，圖線上部彎曲的原因是
沒有滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M
沒有滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M
．
③在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，為了探究兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，要保持第三個(gè)物理量不變，這種探究方法叫做
控制變量
控制變量
 法．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?安慶二模）
Ⅰ．如圖1是“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，已知交流電源的頻率是50HZ，紙帶上每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則在打D點(diǎn)時(shí)，小車的速度是
0.23
0.23
m/s，如果小車系在紙帶的F端，那么小車將做
勻減速
勻減速
直線運(yùn)動（填“勻加速”或“勻減速”）．
Ⅱ． 某同學(xué)用如圖2所示電路測量一毫安表的內(nèi)阻，現(xiàn)提供器材如下：
a．待測毫安表（量程為3mA，內(nèi)阻約300Ω）
b．電源（電動勢約3V，內(nèi)阻不計(jì)）
c．定值電阻R0（作保護(hù)電阻用，阻值有400Ω、800Ω、2000Ω三個(gè)電阻備選）
d．電阻箱R
e．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
（1）為了保護(hù)整個(gè)電路，定值電阻R0應(yīng)選
800
800
Ω阻值的電阻；
（2）該同學(xué)先把電阻箱調(diào)到最大值，閉合開關(guān)S，接著調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值為R1時(shí)，毫安表的指針指在滿刻度的三分之一處，再調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值為R2時(shí)，毫安表的指針指在滿刻度的三分之二處，則毫安表的內(nèi)阻RA=
RA=R1-2R2-R0
RA=R1-2R2-R0
（用R0、R1、R2表示）．
Ⅲ． 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究平拋運(yùn)動特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖3所示：在水平桌面上放置一個(gè)斜面，讓鋼球從斜面上滾下，滾過桌面后鋼球便做平拋運(yùn)動．在鋼球拋出后經(jīng)過的地方，水平放置一塊木板（還有一個(gè)用來調(diào)節(jié)木板高度的支架，圖中未畫）木板上放一張白紙，白紙上有復(fù)寫紙，這樣便能記錄鋼球在白紙上的落點(diǎn)，桌子邊緣鋼球經(jīng)過的地方掛一條鉛垂線．
（1）要完成本實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材是
刻度尺
刻度尺
；
（2）利用本實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的探究，下列說法正確的是：
ACD
ACD

A．每次實(shí)驗(yàn)過程中，鋼球必須從同一位置由靜止?jié)L下
B．實(shí)驗(yàn)裝置中的斜面必須是光滑的
C．若已知鋼球在豎直方向做自由落體運(yùn)動，可以探究鋼球在水平方向上的運(yùn)動規(guī)律
D．若已知鋼球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，可以探究鋼球在豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)在研究性學(xué)習(xí)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測定帶電粒子 比荷的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．a(chǎn)bcd 是一個(gè)長方形盒子，在 ad 邊和 cd 邊上各開有小孔f和e，e 是 cd 邊上的中點(diǎn)，熒光屏 M 貼著cd放置，能顯示從 e 孔射出的粒 子落點(diǎn)位置．盒子內(nèi)有一方向垂直于 abcd 平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B．粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從 f 孔垂直于 ad 邊射入盒內(nèi)．粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出．若已知 fd=cd=L，不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用力．求：
（1）帶電粒子的荷質(zhì)比 q/m
（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動的速度大小 v．
（3）帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間 t （可用反三角函數(shù)表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）為測量玩具遙控汽車的額定功率，某同學(xué)用天平測出其質(zhì)量為0.6kg；小車的最大速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶來測量．主要實(shí)驗(yàn)步驟有：
A、將小車的尾部系一條長紙帶，紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
B、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（電源頻率為50Hz）．使小車以額定功率加速至最大速度，繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后關(guān)閉小車的發(fā)動機(jī)，使其在地面上滑行直至停下；
C、處理紙帶上打下的點(diǎn)跡．
①由紙帶知遙控車的最大速度為
 
；汽車滑行時(shí)的加速度為
 

②汽車滑行時(shí)的阻力為
 
；其額定功率為
 

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（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測定液體電阻率的實(shí)驗(yàn)．他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個(gè)橡膠塞和鉑電極，如圖所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的液體，安裝前他用如圖乙的游標(biāo)卡尺（圖乙為卡尺的背面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖丙所示．
他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300A、內(nèi)阻50Ω的電流表，最大阻值1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關(guān)等各一個(gè)，以及導(dǎo)線若干．圖丁坐標(biāo)中包括坐標(biāo)為（0，0）的點(diǎn)在內(nèi)的9個(gè)點(diǎn)表示他測得的9組電流，電流I、電壓U的值．
根據(jù)以上材料完成下列問題：
①測量玻璃管內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)將圖乙中的游標(biāo)卡尺中的A、B、C三部分的
 
部分與玻璃管內(nèi)壁接觸．
②玻璃管的內(nèi)徑d=
 
mm
③求出液體的電阻率ρ多大？（要寫推導(dǎo)和計(jì)算過程，最后結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
④圖戊中的儀器實(shí)物部分已連線，將其他部分連接成測出圖丁數(shù)據(jù)的實(shí)物連接圖．
⑤開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至
 
端．
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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測量長距離電動扶梯加速度的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．將一電子健康秤置于水平的扶梯臺階上，實(shí)驗(yàn)員站在健康秤上相對健康秤靜止．使電動扶梯由靜止開始斜向上運(yùn)動，整個(gè)運(yùn)動過程可分為三個(gè)階段，先加速、再勻速、最終減速停下．已知電動扶梯與水平方向夾角為37°．重力加速g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．某次測量的三個(gè)階段中電子健康秤的示數(shù)F隨時(shí)間t的變化關(guān)系，如圖2所示．
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（1）畫出加速過程中實(shí)驗(yàn)員的受力示意圖；
（2）求該次測量中實(shí)驗(yàn)員的質(zhì)量m；
（3）求該次測量中電動扶梯加速過程的加速度大小a1和減速過程的加速度大小a2．

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