题目
传感器是一种采集信息的重要器件,如图3所示,是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力 F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路,那么 ( ) 固定电极-|||-子 F↑ 膜片电极-|||-图3 A.若电容减小,则力F增大 B.若电容增大则力F减小 C.若电容变大,则力F增大 D.以上说法都不对
传感器是一种采集信息的重要器件,如图3所示,是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力
F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路,那么 ( )
| A.若电容减小,则力F增大 |
| B.若电容增大则力F减小 |
| C.若电容变大,则力F增大 |
| D.以上说法都不对 |
题目解答
答案
C. 若电容变大,则力F增大
解析
本题考查电容式传感器的工作原理,核心在于理解压力变化如何引起电容的变化。关键点在于:
- 平行板电容器的电容公式:$C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}$,其中$S$为极板有效面积,$d$为极板间距。
- 压力作用对电容的影响:当压力$F$增大时,可动膜片电极形变导致极板间距$d$减小,从而电容$C$增大。
- 电容与电流的关系:在闭合电路中,电容变化会引起电流变化,但题目直接关联$C$与$F$的关系即可。
选项分析
选项A:若电容减小,则力$F$增大
- 若$C$减小,根据公式$C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}$,可能因$d$增大。
- $d$增大说明膜片形变减小,即压力$F$减小。
- 结论:选项A错误。
选项B:若电容增大则力$F$减小
- 若$C$增大,说明$d$减小,膜片形变增大,对应压力$F$增大。
- 结论:选项B错误。
选项C:若电容变大,则力$F$增大
- $C$增大时,$d$减小,膜片因压力$F$增大而形变。
- 结论:选项C正确。
选项D:以上说法都不对
- 选项C正确,因此选项D错误。