题目
压电式传感器一般不用来测量下面哪一个物理量:A. 力B. 速度C. 加速度D. 振动
压电式传感器一般不用来测量下面哪一个物理量:
A. 力
B. 速度
C. 加速度
D. 振动
题目解答
答案
B. 速度
解析
本题考查压电式传感器的工作原理和适用测量的物理量。解题思路是先明确压电式传感器的工作原理,再分析其与各选项物理量之间的关系,从而判断能否用于测量该物理量。
压电式传感器工作原理
压电式传感器是基于压电效应工作的。某些晶体材料在受到外力作用时,其内部会产生极化现象,表面会出现电荷,且电荷的大小与外力成正比。其数学表达式为 $Q = dF$,其中 $Q$ 是产生的电荷量,$d$ 是压电常数,$F$ 是作用在晶体上的外力。
对各选项的分析
- A. 力:
根据上述压电效应的公式 $Q = dF$,可以直接通过测量电荷量 $Q$ 来得到外力 $F$ 的大小($F=\frac{Q}{d}$),所以压电式传感器可以用来测量力。 - B. 速度:
压电式传感器的输出信号是与力相关的电荷量,它本身并不能直接反映速度的信息。速度是位移对时间的变化率,而压电式传感器没有直接测量位移或时间变化率的功能,所以一般不用来测量速度。 - C. 加速度:
根据牛顿第二定律 $F = ma$(其中 $m$ 是质量,$a$ 是加速度),当质量 $m$ 已知时,通过压电式传感器测量力 $F$,就可以计算出加速度 $a=\frac{F}{m}$,所以压电式传感器可以用来测量加速度。 - D. 振动:
振动是物体在平衡位置附近做往复运动,在振动过程中物体会受到周期性的力的作用。压电式传感器可以测量这些力的变化,从而间接测量振动的情况,所以压电式传感器可以用来测量振动。