传感器应用的一个基本思想是“转换”的思想,即利用传感器把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量。这种转换既使测量比较方便,而且能输入给电子计算机对电学量所载

传感器应用的一个基本思想是“转换”的思想,即利用传感器把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量。这种转换既使测量比较方便,而且能输入给电子计算机对电学量所载

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传感器应用的一个基本思想是“转换”的思想,即利用传感器把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量。这种转换既使测量比较方便,而且能输入给电子计算机对电学量所载的信息进行计算和处理。如图所示为一测速计原理图,其基本原理即是把测量速度这一力学量转换成电流量进行测量。滑动触头P与某运动物体相连,当P匀速滑动时,电流表有一定的电流通过,从电流表示数可得运动物体速度。已知电源电动势E=4V内阻r=10Ω,AB为粗细均匀的电阻丝,其阻值为R=30Ω、长度L=30cm,电容器的电容C=50μF。今测得电流表示数为0。05mA,方向由b流向a。试求运动物体的速度大小和运动的方向。

答案
10cm/s,向右
解析
计算出滑动触头P移过一微小距离Δx时电容器上的电压变化,可得电容器上的充放电电流的表达式,据此可求得速度,
先估计流过电阻丝上的电流约为I==A=100mA>>0.05mA,即相比于电阻丝上的电流,电容器中的充放电电流可忽律。故可视整根电阻丝与电源发为串联联结,当滑动触头P移过距离Δx时,电容器上的电压变化为
ΔU=IRx=·Δx。则其充放电电流为IC = ==·,又v=,综合上述各式得v=代入数据得v=10cm/s。
举一反三
如图所示,地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B="2.0" T.与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场,电场强度E1="100" N/C.在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场,电场强度E2="200" N/C.在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架,支架上表面光滑,支架上放有质量m2=1.8×10-4kg的带正电的小物体b(可视为质点),电荷量q2=1.0×10-5C.一个质量m1=1.8×10-4 kg,电荷量q1=3.0×10-5C的带负电小物体(可视为质点)a以水平速度v0射入场区,沿直线运动并与小物体b相碰,碰后粘合在一起成小物体c,进入界面M右侧的场区,并从场区右边界N射出,落到地面上的Q点(图中未画出).已知支架顶端距地面的高度h="1.0" m,M和N两个界面的距离L="0.10" m,g取10 m/s2.求:

(1)小球a水平运动的速率;
(2)物体c刚进入M右侧的场区时的加速度;
(3)物体c落到Q点时的速率.      
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如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系xoy的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源。当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向射入该区域时,恰好能沿y轴做匀速直线运动。若撤去磁场只保留电场,粒子以相同的速度从O点射入,经过一段时间后通过第一象限的PP点坐标为(L)。若撤去电场,只保留磁场,让粒子以相同速率从O点射入,求:

⑴粒子在磁场中运动的半径;
⑵若要使粒子射出后仍能通过P点,求粒子从O点射出时的速度方向。
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如图所示,有一与竖直方向夹角为45°的直线边界,其左下方有一正交的匀强电磁场.磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B;电场方向竖直向上,场强大小为E=mg/q.一质量为m,电荷量为+q的小球从边界上N点正上方高为h处的M点静止释放,下落到N点时小球瞬间爆炸成质量、电荷量均相等的A、B两块.已知爆炸后A向上运动,能达到的最大高度为4h;B向下运动进入电磁场区域.此后A也将进入电磁场区域,

求:
(1)B刚进入电磁场区域的速度vB1
(2)B第二次进入电磁场区域的速度vB2
(3)设    B、A第二次进入电磁场时,与边界OO"交点分别为P、Q,求PQ之间的距离.
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如图所示,建立xOy坐标系,两平行极板PQ垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,两板间电压大小为U;第一、四象限有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右发射一个质量为m、电量为+q、重力不计的带电粒子,带电粒子恰好经极板边缘射入磁场。上述mqlUB为已知量。(不考虑极边缘的影响)。求
(1)粒子从粒子源射出时的速度大小。
(2)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期。
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如图a所示,水平直线MN下方有竖直向下的匀强电场,现将重力不计、比荷=106C/kg的负电荷于电场中的O点由静止释放,经过×105 s后电荷以v0=1.5×104 m/s的速度通过MN进人其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化。图中以垂直纸面向里为正,电荷通过MN时为t=0时刻.

求:(1)匀强电场的电场强度E及O点与直线MN之间的距离;
(2)如果在O点正右方d = 68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板的时间.
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