Question

加速度计是测定物体加速度的仪器．在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统的信息源．下图为应变式加速度计的示意图．当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态．敏感元件由两弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件的下端可在滑动变阻器R上自由滑动．当系统加速运动时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出．

已知敏感元件的质量为m，两侧弹簧的劲度系数均为k，电源电动势为ε，电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻值为R，有效长度为l，静态时，输出电压为U₀．试推导加速度a与输出电压U的关系式．

A．

阻碍引起感应电流的磁通量

B．

与引起感应电流的磁场方向相反

C．

阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化

D．

与引起感应电流的磁场方向相同

Answer 1

答案：
解析：

设静态时滑动变阻器的滑片距左端为x，则敏感元件的输出电压为 　　U0＝·x＝x　　① 　　再设系统向左加速时滑片右移Δx，则敏感元件的动力学方程为 　　2kΔx＝ma　　② 　　此时敏感元件的输出电压为 　　U＝·(x＋Δx)　　③ 　　综合①②③三式可得 　　a＝ 　　若U＞U0，系统的加速度方向水平向左； 　　若U＜U0，系统的加速度方向水平向右．

提示：

加速度计原理主要是通过弹簧的形变带动滑动变阻器的滑片移动，把加速度大小变化情况转变为电信号的变化．