Question

傳感器應(yīng)用的一個(gè)基本思想是“轉(zhuǎn)換”的思想，即利用傳感器把難以直接測(cè)量的力學(xué)量轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量的電學(xué)量。這種轉(zhuǎn)換既使測(cè)量比較方便，而且能輸入給電子計(jì)算機(jī)對(duì)電學(xué)量所載的信息進(jìn)行計(jì)算和處理。如圖所示為一測(cè)速計(jì)原理圖，其基本原理即是把測(cè)量速度這一力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電流量進(jìn)行測(cè)量�；瑒�(dòng)觸頭P與某運(yùn)動(dòng)物體相連，當(dāng)P勻速滑動(dòng)時(shí)，電流表有一定的電流通過，從電流表示數(shù)可得運(yùn)動(dòng)物體速度。已知電源電動(dòng)勢(shì)E=4V內(nèi)阻r=10Ω，AB為粗細(xì)均勻的電阻絲，其阻值為R=30Ω、長(zhǎng)度L=30cm，電容器的電容C=50μF。今測(cè)得電流表示數(shù)為0。05mA，方向由b流向a。試求運(yùn)動(dòng)物體的速度大小和運(yùn)動(dòng)的方向。

Answer 1

10cm/s，向右

解析:

計(jì)算出滑動(dòng)觸頭P移過一微小距離Δx時(shí)電容器上的電壓變化，可得電容器上的充放電電流的表達(dá)式，據(jù)此可求得速度，

先估計(jì)流過電阻絲上的電流約為I==A=100mA>>0.05mA，即相比于電阻絲上的電流，電容器中的充放電電流可忽律。故可視整根電阻絲與電源發(fā)為串聯(lián)聯(lián)結(jié)，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P移過距離Δx時(shí)，電容器上的電壓變化為

ΔU=IR_x=·Δx。則其充放電電流為I_C = ==·，又v=，綜合上述各式得v=代入數(shù)據(jù)得v=10cm/s。