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。

（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。

（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。

如今，世界各国的科学家都在寻找和开发新的能源。最近，美国麻省理工学院的两名学生发现，人类运动产生的能量是一种尚待开发的新能源。他们设计了一种地板系统，可以在火车站、舞厅、商场等人流集中的地方收集人们走路、跳舞以及跳跃等运动产生的机械能，并将其转化为电能。他们称这种“发电”形式为“人群电场”。这种地板系统是由很多木块交错组成的，人们走路时会对这种地板产生压力，通过一定的装置，把机械能转化为电能。受此启发，某学校研究性学习小组设计了一种振动发电装置，如图所示是此装置的模型。它的结构是一个半径为r=0．1m的有50匝的线圈套在辐向形永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图甲、乙所示)。线圈的电阻为2，它的引出线接有“4V,2W”的灯泡L，外力推动线圈的P端，作往复运动．当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x取向右为正)，灯泡正常发光：

    (1)试求线圈所在位置B的大小并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象(取逆时针电流为正)．

    (2)求每一次推动线圈运动过程中的作用力．