某同学设计了一个加速度传感器，如图所示．质量为m的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用劲度系数均为k的弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑片，它与变阻器任一端的电阻值都跟它

Question

某同学设计了一个加速度传感器，如图所示．质量为m的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用劲度系数均为k的弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑片，它与变阻器任一端的电阻值都跟它到这两端的距离成正比．变阻器的全长为l，两个电池的电动势均为E，内阻可不计，按图连接电路后，电压表指针的零点调在中央，当P端电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转．现将框架1沿着x轴固定在运动的物体上，来测定沿x轴运动的加速度．
（1）当物体沿x轴正方向加速运动时，电压表指针将向哪个方向偏转？
（2）当电压表的示数为U时，物体的加速度多大？

Answer 1

（1）当系统水平向右做匀加速运动时，滑块向左移动，电压表P端的电势低于Q端的电势，由题知，指针向左侧偏转．
（2）设系统加速度为a，滑块向左移动的距离为x，则：
对滑块根据牛顿第二定律得
   2kx=ma
设电阻器单位长度的电阻为r，则电路中的电流为：I=(2E)/(Lr)
电压表的示数为：U=Ixr
由以上各式解得：a=(kL)/(mE)U
答：
（1）当物体沿x轴正方向加速运动时，指针向左侧偏转．
（2）当电压表的示数为U时，物体的加速度为(kL)/(mE)U． (2E)/(Lr)2E2E2ELrLrLr
电压表的示数为：U=Ixr
由以上各式解得：a=(kL)/(mE)U
答：
（1）当物体沿x轴正方向加速运动时，指针向左侧偏转．
（2）当电压表的示数为U时，物体的加速度为(kL)/(mE)U． (kL)/(mE)kLkLkLmEmEmEU
答：
（1）当物体沿x轴正方向加速运动时，指针向左侧偏转．
（2）当电压表的示数为U时，物体的加速度为(kL)/(mE)U． (kL)/(mE)kLkLkLmEmEmEU．