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          如圖1是某同學設計的電容式
          速度傳感器
          速度傳感器
          原理圖,其中上板為固定極板,下板為待測物體,在兩極板間電壓恒定的條件下,極板上所帶電量Q將隨待測物體的上下運動而變化,若Q隨時間t的變化關系為Q=
          bt+a
          (a、b為大于零的常數),其圖象如圖2所示,那么如圖3中反映極板間場強大小E隨t變化的圖線可能是
           ( 填①或②);如圖4中反映物體速率v隨t變化的圖線可能是
          ( 填③或④).
          分析:隨著待測物體的上下運動,極板距離不斷變化,所以其電容也在變化;由于電壓恒定,電量在變化,從而判斷出電場強度的變化,再由Q隨時間t的變化關系為Q=
          b
          t+a
          可推導出位移與時間的關系,v-t圖象上某點的切線的斜率表示速度.
          解答:解:電容C隨待測物體的上下運動而變化,其中上板為固定極板,下板為待測物體;
          由公式Q=CU、C=
          εS
          4πkd
          與E=
          U
          d
          得:Q與C成正比,而C與d成反比、E與d成反比,所以E與Q成正比;則由Q與t關系為Q=
          b
          t+a
          ,可得E與t的關系:E=
          kb
          t+a
          (k為常數),故E-t圖象是曲線,選②;
          Q隨時間t的變化關系為Q=
          b
          t+a
          ,又由于Q與d成反比,即Q=
          k
          d
          (k為常數);所以d與t成線性關系,即d=t+a,故速度是定值,v-t圖象選③;
          故該裝置可以測量速度,是速度傳感器;
          故答案為:速度傳感器,①,③.
          點評:通過速度傳感器可以將速度信號的測量轉化為電信號的測量,本題關鍵運用各公式去尋找變量間的關系,注意電容與極板間距成正比,極板間距隨著時間均勻變化,最終得出正確答案.
          練習冊系列答案
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          A.①和③               B.①和④

          C.②和③               D.②和④

           

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          A.①和③               B.①和④

          C.②和③               D.②和④

           

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          A.①和③               B.①和④            C.②和③            D.②和④

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          A.①和③B.①和④
          C.②和③D.②和④

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