Question

（8分）某同学用时间传感器代替了秒表做“用单摆测重力加速度”的实验，传感器电路如图甲所示， 为光敏电阻，A为一激光源， 为一定值电阻，当光被挡时，就能形成一个脉冲信号；一根细线一端固定在铁架台上，另一端连接一质量为m，半径为r的小球，摆线有效长度为L，如图乙所示，请回答下列问题：

（1）激光头A应放在单摆摆动过程中的　　　　　　 位置。

（2）当激光被挡住时，信号处理系统获得的是　　　　 （填“高电压”或“低电压”）。

（3）若相邻的n个高电压脉冲的时间间距为t，则重力加速度的表达式为：　　　 。

Answer 1

（1）平衡（或最低点）  （2）低电压   （3）

解析：（1）因单摆摆球经过平衡位置处时运动速度最大，将该位置作为计时初始时刻可减小实验误差，故激光头A应放在单摆摆动过程中的平衡位置。

（2）因为当光照射光敏电阻时，其阻值变小，由分压原理知，输出的是低电压信号，经处理后显示终端反转变成脉冲信号，故信号处理系统获得的是低电压。

（3）因在时间t内只有（n-1）个半周期，有效摆长为L+r,根据单摆的周期公式，即为，化简可得：