Question

傳感器應用的一個基本思想是“轉(zhuǎn)換”的思想，即利用傳感器把難以直接測量的力學量轉(zhuǎn)換為容易測量的電學量。這種轉(zhuǎn)換既使測量比較方便，而且能輸入給電子計算機對電學量所載的信息進行計算和處理。如圖所示為一測速計原理圖，其基本原理即是把測量速度這一力學量轉(zhuǎn)換成電流量進行測量。滑動觸頭P與某運動物體相連，當P勻速滑動時，電流表有一定的電流通過，從電流表示數(shù)可得運動物體速度。已知電源電動勢E=4V內(nèi)阻r=10Ω，AB為粗細均勻的電阻絲，其阻值為R=30Ω、長度L=30cm，電容器的電容C=50μF。今測得電流表示數(shù)為0。05mA，方向由b流向a。試求運動物體的速度大小和運動的方向。

Answer 1

10cm/s，向右

解析:

計算出滑動觸頭P移過一微小距離Δx時電容器上的電壓變化，可得電容器上的充放電電流的表達式，據(jù)此可求得速度，

先估計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，當滑動觸頭P移過距離Δx時，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。