《2025年资源库高中物理人教版》

例556加速度计是测定物体加速度的仪器,它已成为导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船制导系统的信息源.如图1-22-14所示,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,敏感元件下端的滑臂可在滑动变阻器$R$上自由滑动,当系统加速运动时,敏感元件移动并转换为电信号输出.已知:敏感元件的质量为$m$,两弹簧的劲度系数为$k$,电源电动势为$E$,内阻不计,滑动变阻器的总电阻为$R$、有效长度为$L$,静态时输出电压为$U_{0}$,试求加速度$a与输出电压U$的关系式.
【解析】设系统向左加速运动,输出电压为$U_{左}$,而敏感元件相对系统向右靠,使滑动变阻器上的滑臂向右滑动$\Delta L$,由牛顿第二定律得$2k \Delta L= ma$,根据电压分配关系可知$U \propto R_{右}$,而$R_{右} \propto L_{右}$,故$U \propto L_{右}$,$\dfrac{E}{L}= \dfrac{ \Delta U}{ \Delta L}$,$\Delta U= U_{0}-U_{左}$.联立以上三式解得$U_{左}= U_{0}-\dfrac{maE}{2kL}= U_{0}-\dfrac{mE}{2kL}a$.同理可得系统向右加速运动时有$U_{右}= U_{0}+\dfrac{maE}{2kL}= U_{0}+\dfrac{mE}{2kL}a$.
【答案】向左加速运动时,$U_{左}= U_{0}-\dfrac{mE}{2kL}a$向右加速运动时,$U_{右}= U_{0}+\dfrac{mE}{2kL}a$

答案： 向左加速运动时：
由牛顿第二定律得$2k\Delta L=ma$，电压变化量$\Delta U=\frac{E}{L}\Delta L$，且$\Delta U=U_{0}-U_{左}$，联立解得$U_{左}=U_{0}-\frac{mE}{2kL}a$。
向右加速运动时：
同理，$2k\Delta L=ma$，$\Delta U=\frac{E}{L}\Delta L$，且$\Delta U=U_{右}-U_{0}$，联立解得$U_{右}=U_{0}+\frac{mE}{2kL}a$。
结论：
向左加速：$U=U_{0}-\frac{mE}{2kL}a$；
向右加速：$U=U_{0}+\frac{mE}{2kL}a$。

例557动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象,图1-22-15是话筒原理图,图1-22-16是录音机的录音、放音原理图,由图可知:
①话筒工作时磁铁不动,线圈振动而产生感应电流
②录音机放音时,变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流
③录音机放音时,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
④录音机录音时,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
其中正确的是(C)
A.②③④
B.①②③
C.①②④
D.①③④
【解析】话筒的工作原理是,声波迫使金属线圈在磁铁产生的磁场中振动而产生感应电流,①正确;录音机录音时,话筒产生的变化的感应电流经放大电路放大后在录音磁头缝隙处产生变化的磁场,④正确;录音机放音时,通过变化的磁场使放音磁头产生感应电流,经放大电路后再送到扬声器中,②正确,③错误.故C正确.
【答案】C

答案： C

例558温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中,它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的.如图1-22-17甲中,电源的电动势$E= 9.0\ V$、内阻$r= 10\ \Omega$;$G$为灵敏电流计,内阻$R_{g}$保持不变;$R$为热敏电阻,其阻值与温度的变化关系如图1-22-17乙的$R-t$图线所示.闭合开关,当$R的温度等于20\ ^{\circ}C$时,电流表示数$I_{1}= 2\ mA$.

(1)灵敏电流计$G的内阻R_{g}= $490$\Omega$.
(2)当灵敏电流计的示数$I_{2}= 3.6\ mA$时,热敏电阻$R$的温度为120$^{\circ}C$.
【解析】(1)由图1-22-16乙知,当$R的温度等于20\ ^{\circ}C$时,热敏电阻的阻值$R= 4\ 000\ \Omega$,由闭合电路欧姆定律得$E= I_{1}\left(r+R+R_{g}\right)$,即$9.0\ V= 0.002\ A×(10\ \Omega+4\ 000\ \Omega+R_{g})$,解得$R_{g}= 490\ \Omega$.(2)当$I_{2}= 0.003\ 6\ A$时,由闭合电路欧姆定律得$E= I_{2}\left(r+R'+R_{g}\right)$,即$9.0\ V= 0.003\ 6\ A×(10\ \Omega+R'+490\ \Omega)$,解得$R'= 2\ 000\ \Omega$,由图1-22-16乙知,此时热敏电阻的温度为$120\ ^{\circ}C$.

【答案】(1)$490$(2)$120$

答案：
(1)$490$，
(2)$120$。