Question

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。

Answer 1

10cm/s，向右

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=IR_x=·Δx。则其充放电电流为I_C = ==·，又v=，综合上述各式得v=代入数据得v=10cm/s。