Question

某同學(xué)在科技活動中，設(shè)計一個實驗裝置來研究彈簧振子的運動規(guī)律，其結(jié)構(gòu)如圖所示，當(dāng)滑塊A在光滑的水平桿上做簡諧運動時，滑塊A發(fā)生位移并帶動P在光滑的電阻絲上運動從而在BC間輸出電壓信號，成為示波器的信息源．已知A的質(zhì)量為m，彈簧勁度系數(shù)為k、自然長度為L₀，電源電動勢為E、內(nèi)阻不計，光滑電阻絲的總
長度為L，電阻分布均勻，D是電阻絲的中點，系統(tǒng)靜止時滑片P在D點，當(dāng)A做簡諧運動時帶動滑片P在電阻絲上運動．請回答下列問題：

（1）當(dāng)滑塊A做簡諧運動帶動滑片P在光滑電阻絲上運動時，求出在B、C間得到的電壓與滑塊A相對于平衡位
置位移x的關(guān)系式．
（2）為了研究彈簧振子的運動規(guī)律，可以用示波器觀察在B、C間得到的電壓信號的變化規(guī)律，請用線將B、C兩點正確連接到示波器相應(yīng)的接線柱上．這時“衰減”旋鈕不能置于“

 

”，“掃描范圍”不能置于

 

檔．若信號水平方向的幅度過小或過大，應(yīng)該用

 

旋鈕進行調(diào)整，若信號過于偏于屏幕下方，應(yīng)該用

 

旋鈕進行調(diào)整．

Answer 1

分析：根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系求解U與x的關(guān)系；
了解示波器的使用和各旋鈕的作用后解答．衰減調(diào)節(jié)旋鈕：調(diào)整所有通道信號的幅值．Y增益旋鈕：幅度調(diào)節(jié)旋鈕．調(diào)整當(dāng)前通道顯示屏倆條橫線間的電壓差值．X增益旋鈕：時間調(diào)節(jié)旋鈕，調(diào)整當(dāng)前通道顯示屏兩條豎線間的時間差值．

解答：解：（1）BC兩點間的電壓即PD兩點間的電壓，串聯(lián)電路中電流相等，分壓之比與電阻之比成正比，電阻又與長度成正比，故：

x

L

=

RBC

R

=

UBC

E

得：U_BC=

E

L

x．
（2）用示波器觀察在B、C間得到的電壓信號的變化規(guī)律則應(yīng)該：B點接示波器y輸入，C點接示波器的地接線柱．
衰減調(diào)節(jié)旋鈕：調(diào)整所有通道信號的幅值．Y增益旋鈕：幅度調(diào)節(jié)旋鈕．調(diào)整當(dāng)前通道顯示屏倆條橫線間的電壓差值．X增益旋鈕：時間調(diào)節(jié)旋鈕，調(diào)整當(dāng)前通道顯示屏兩條豎線間的時間差值．故“衰減”旋鈕不能置于“∞”，“掃描范圍”不能置于“外X”檔，若信號水平方向的幅度過小或過大，應(yīng)該“X增益旋鈕”，若信號過于偏于屏幕下方，應(yīng)該調(diào)節(jié)“豎直位移旋鈕”．
故答案為：（1）U_BC=

E

L

x．
（2）B點接示波器y輸入，C點接示波器的地接線柱．
“∞”，“外X”，“X增益旋鈕”，“豎直位移旋鈕”．

點評：本題考查的是示波器的應(yīng)用，掌握住各個旋鈕的用途即可解決本題．