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1 . 放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点,是航天、深海、医学等领域的重要新型电源,也是我国近年重点科研攻关项目。某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池,该电池采用金属空心球壳结构,如图1所示,在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质,放射性物质与球壳之间是真空的。球心处的放射性物质的原子核发生β衰变发射出电子,已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N,射出电子的最小动能为E1,最大动能为E2。在E1和E2之间,任意相等的动能能量区间ΔE内的电子数相同。为了研究方便,假设所有射出的电子都是沿着球形结构径向运动,忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。元电荷为e,a和b为接线柱。
(1)原子核是由质子和中子等核子组成的,说明β衰变的电子是如何产生的。
(2)求a、b之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。
(3)在a、b间接上负载时,两极上的电压为U,通过负载的电流为I。论证电流大小I随电压U变化的关系,并在图2中画出I与U关系的图线。
(4)若电源的电流保持恒定且与负载电阻无关,则可称之为恒流源。请分析负载电阻满足什么条件时该电源可视为恒流源。
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明)
(1)原子核是由质子和中子等核子组成的,说明β衰变的电子是如何产生的。
(2)求a、b之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。
(3)在a、b间接上负载时,两极上的电压为U,通过负载的电流为I。论证电流大小I随电压U变化的关系,并在图2中画出I与U关系的图线。
(4)若电源的电流保持恒定且与负载电阻无关,则可称之为恒流源。请分析负载电阻满足什么条件时该电源可视为恒流源。
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明)
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2021-05-09更新
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1284次组卷
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8卷引用:2021届北京市海淀区高三下学期二模物理试题
2021届北京市海淀区高三下学期二模物理试题(已下线)2021届北京(朝阳、海淀、西城、东城)高考物理二模分类汇编:静电场、电路(已下线)2021届北京(朝阳、海淀、西城、东城)高考物理二模分类汇编:近代物理2021届湖南省长沙市长郡中学高三下学期第二次模拟物理试题2021届福建省厦门市外国语学校高三下学期5月高考适应性考试物理试题5.2放射性元素的衰变 同步作业-粤教版(2019)选择性必修第三册第五章 原子与原子核 单元测试题-粤教版(2019)选择性必修第三册(已下线)18.近代物理初步-2021年湖南二模分类汇编