Question

如图1是某同学设计的电容式______原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=

b

t+a

（a、b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么如图3中反映极板间场强大小E随t变化的图线可能是______（填①或②）；如图4中反映物体速率v随t变化的图线可能是______（填③或④）．

Answer 1

电容C随待测物体的上下运动而变化，其中上板为固定极板，下板为待测物体；
由公式Q=CU、C=

εS

4πkd

与E=

U

d

得：Q与C成正比，而C与d成反比、E与d成反比，所以E与Q成正比；则由Q与t关系为Q=

b

t+a

，可得E与t的关系：E=

kb

t+a

（k为常数），故E-t图象是曲线，选②；
Q随时间t的变化关系为Q=

b

t+a

，又由于Q与d成反比，即Q=

k

d

（k为常数）；所以d与t成线性关系，故速度是定值，v-t图象选③；
故该装置可以测量速度，是速度传感器；
故答案为：速度传感器，①，③．