1.如图1甲,先将开关S掷向1,给平行板电容器C充电,稳定后把S掷向 2,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息导入计算机,屏幕上显示出电流I随时间t变化的图象如图乙所示.将电容器C两板间的距离增大少许,其他条件不变,重新进行上述实验,得到的I-t图象可能是( )
图1
答案 C
解析 将电容器两极间距离增大,根据平行板电容器决定式:C=εrS4πkd,可知电容变小,则充电电荷量:Q=CU变小,但充电完成后,电容器两端电压仍与电源电压U相等,所以再次放电,初始时刻的电流不变,但电荷量变小,I-t图面积代表电荷量,所以面积比题图乙小,A、B、D错误,C正确.
2.质谱仪的原理如图2所示,虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中,C、D处有一荧光屏.同位素离子源产生a、b两种电荷量相同的离子,无初速度进入加速电场,经同一电压加速后,垂直进入磁场,a离子恰好打在荧光屏C点,b离子恰好打在D点.离子重力不计.则( )
图2
A.a离子质量比b的大
B.a离子质量比b的小
C.a离子在磁场中的运动时间比b的长
D.a、b离子在磁场中的运动时间相等
答案 B
解析 设离子进入磁场的速度为v,在电场中qU=12mv2,在磁场中Bqv=mv2r,联立解得:r=mvBq=1B2mUq,由题图知,b离子在磁场中运动的轨道半径较大,a、b为同位素,电荷量相同,所以b离子的质量大于a离子的,所以A错误,B正确;在磁场运动的时间均为半个周期,即t=T2=πmBq,由于b离子的质量大于a离子的质量,故b离子在磁场中运动的时间较长,C、D错误.