(2011•徐汇区二模)某实验小组设计了如图所示的加速度仪.其中CD是一段水平放置的长为L的、阻值较大的光滑均匀电阻丝,

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  • 解题思路:(1)根据牛顿第二定律对小球分析mgtanθ=ma,解出细金属丝与竖直方向的夹角的正切tanθ,即此时电阻丝CD跟电压表并联部分的长度为x=Htanθ,则此时跟电压表并联的部分电阻为

    R′=

    x

    L

    R=

    HLtanθ

    L

    R

    ,根据欧姆定律电压表的读数为:

    U=

    E

    R

    R′

    ,代入数据,化简可得加速度与电压的关系.

    (2)当加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触,电压表没有读数;若安装时若电阻丝没有水平,此时读数会有较大的误差;电池用旧了,电池的内阻会增大,读数也会有较大的误差.

    (1)当加速度为a时,对小球分析,根据牛顿第二定律mgtanθ=ma

    即细金属丝与竖直方向的夹角的正切tanθ=

    a

    g

    则此时电阻丝CD跟电压表并联部分的长度为:x=Htanθ=H

    a

    g

    设电阻丝CD的总电阻为R,则此时跟电压表并联的部分电阻为:R′=

    x

    LR=

    H

    L

    a

    gR

    根据欧姆定律电压表的读数为:U=

    E

    RR′=[EHa/Lg]

    所以a=

    gUL

    EH

    (2)当加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触,此时电压表无读数,无法测量加速度;

    若安装时若电阻丝没有水平,电阻丝CD跟电压表并联部分的长度不再为x=Htanθ=H

    a

    g,此时读数会有较大的误差;

    电池用旧了,电池的内阻会增大,读数也会有较大的误差.

    所以其中主要的不足之处有:①加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触;②安装时若金属丝没有水平,读数会有较大的误差;③电池用旧了读数会有较大的误差.

    故答案为:(1)[gUL/EH],

    (2)加速度过大时金属丝与电阻丝无法接触;安装时若金属丝没有水平,读数会有较大的误差;电池用旧了读数会有较大的误差(任选两个即可).

    点评:

    本题考点: 闭合电路的欧姆定律;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题把牛顿第二定律和电路结合了起来,综合能力较强,有一定的难度,平时学习时,要注意知识的迁移训练.

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