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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*、飞机、潜艇或宇宙飞船制导系统的信息源.如图所示为应变式加速度计.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*簧连接并架在光滑支架上,架与待测系统固定在一起,敏感元件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,就可以根据输出电压的大小求出物体的加速度.
已知:敏感元件的质量为m,两侧两要一样*簧的劲度系数均为k,电源电动势为E,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0,试写出加速度a随输出电压U变化的关系式.
【回答】
解: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: =0;
再设系统向左加速时滑片右移△x,则敏感元件的动力学方程为:2k△x=ma;
此时敏感元件的输出电压为:;
联立以上三式可得: =,因U>U0,系统的加速度方向水平向左;
答:加速度a随输出电压U变化的关系式为:.
知识点:电路及其应用单元测试
题型:计算题
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