
某同学设计了一个加速度计,如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R为滑动变阻器,4是滑动片,它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同,内阻不计。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。下列说法中正确的是( )
A. 当物体具有图示方向的加速度a时,电压表的指针向右偏转
B. 电压表的示数与加速度的大小成正比
C. 要提高该加速度计的测量范围,可以减小弹簧的劲度系数
D. 要提高该加速度计的测量范围,可以减小电池的电压
【答案】B
【解析】
【详解】A.当系统水平向右做匀加速运动时,滑块向左移动,带动变阻器的滑片4移向中点左方,电阻中点到滑片位置的电流方向向左,电压表P端的电势低于Q端的电势,则电压表的指针将向零点左侧偏转,故A错误;
B.设滑块偏离中间位置x距离时,设电阻器总长度为L,单位长度的电阻为r,则流过电阻器的电流为
电压表的示数为
U=Ixr
设弹簧的弹性系数为k,由牛顿第二定律得
2kx=ma
解得
电压表的示数与加速度的大小成正比,故B正确;
CD.滑块所受到的合力最大值由弹簧决定与电压无关,劲度系数越大,加速度的测量范围越大,故CD错误。
故选B。
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