题目内容
（18分）
现代技术中，传感器是指这样一类元件：它能够将诸如力、温度、光、声、化学成分等大量电学量按照一定规律转换为电学量。如图所示的装置就是一种测压强的传感器。图中A、B为大小、形状完全相同的金属板，它们构成一个电容器，其中A权被固定，两金属板的正对面积为S。金属板是空气的介电常数为
，静电力常量为k。C、D是两根完全一样的轻质弹簧，它们的劲度系数为
两弹簧一端固定，另一端与金属板B上的绝缘杆相连。传感器未工作时，弹簧处于自然长度，两金属板间的距离为
（1）现将两金属板与直流电源相连对电容器进行充电，充至电容器两极间电压为U后与电源断开。由于两金属板带电导致的两板间距的变化忽略不计，求电容器所带电荷量；
（2）若仅已知
现对极板B的右侧施加一均匀向左的待测压强P，甲同学说：可以通过测量施加压强前后两极板间的电压U0，
对压强进行测量；乙同学说：可以通过测量施加压强前后电容器的带电量
对压强进行测量。
a．你选择上述哪种方法，指出这种方法中开关所处的状态，并简要说明理由。
b．根据你选择的方法，通过推导写出压强的表达式。
（1）
（2）a．若采用甲同学方法，将开关S断开，使极板上所带电荷量保持不变。
若采用乙同学的方法，将开关S闭合，使两极板间的电压保持不变。
b．甲同学方法：
乙同学的方法：
【解析】
（1）因为电容器的电容
所以 6分
（2）a．若采用甲同学方法，将开关S断开，使极板上所带电荷量保持不变。
b．由题意可知：
解得：
12分
a．若采用乙同学的方法，将开关S闭合，使两极板间的电压保持不变。
b．由题意可知：
解得
12分
，静电力常量为k。C、D是两根完全一样的轻质弹簧，它们的劲度系数为
两弹簧一端固定，另一端与金属板B上的绝缘杆相连。传感器未工作时，弹簧处于自然长度，两金属板间的距离为
现对极板B的右侧施加一均匀向左的待测压强P，甲同学说：可以通过测量施加压强前后两极板间的电压U0，
对压强进行测量；乙同学说：可以通过测量施加压强前后电容器的带电量
对压强进行测量。
，静电力常量为k。C、D是两根完全一样的轻质弹簧，它们的劲度系数为
两弹簧一端固定，另一端与金属板B上的绝缘杆相连。传感器未工作时，弹簧处于自然长度，两金属板间的距离为
现对极板B的右侧施加一均匀向左的待测压强P，甲同学说：可以通过测量施加压强前后两极板间的电压U0，
对压强进行测量；乙同学说：可以通过测量施加压强前后电容器的带电量
对压强进行测量。