放射性同位素電池具有工作時間長、可靠性高和體積小等優(yōu)點,是航天、深海、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的重要新型電源,也是我國近年重點科研攻關(guān)項目。某同學(xué)設(shè)計了一種利用放射性元素β衰變的電池,該電池采用金屬空心球殼結(jié)構(gòu),如圖所示,在金屬球殼內(nèi)部的球心位置放有一小塊與球殼絕緣的放射性物質(zhì),放射性物質(zhì)與球殼之間是真空的。球心處的放射性物質(zhì)的原子核發(fā)生β衰變發(fā)射出電子,已知單位時間內(nèi)從放射性物質(zhì)射出的電子數(shù)為N,射出電子的最小動能為E1,最大動能為E2。在E1和E2之間,任意相等的動能能量區(qū)間ΔE內(nèi)的電子數(shù)相同。為了研究方便,假設(shè)所有射出的電子都是沿著球形結(jié)構(gòu)徑向運動,忽略電子的重力及在球殼間的電子之間的相互作用。元電荷為e,a和b為接線柱。
(1)當(dāng)a、b間的電壓為U且大于E1e時,證明外電路消耗的功率P1等于單位時間內(nèi)到達(dá)球殼的電子,在從放射性物質(zhì)到球殼運動時損失的動能之和ΔEk1;
(2)如果認(rèn)為單位時間內(nèi)電子在與球殼碰撞過程中損失的動能之和ΔEk2等于電源內(nèi)阻消耗的功率P2,證明在(1)的情形下電路的內(nèi)電壓U內(nèi)=E22e-U2。
(注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題中做必要的說明)
E
1
e
U
內(nèi)
=
E
2
2
e
-
U
2
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:229引用:1難度:0.3
相似題
-
1.目前,在居家裝修中,經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料,這些巖石都不同程度地含有放射性元素,比如有些含有鈾釷的花崗巖等巖石都會釋放出放射性惰性體氡,而氡會發(fā)生放射性衰變,放出α、β、γ射線,這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道方面的疾病,根據(jù)有關(guān)放射性知識可知,下列說法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2025/1/1 15:0:5組卷:141引用:1難度:0.3 -
2.電子的發(fā)現(xiàn)是人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識上的一次飛躍,開創(chuàng)了探索物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的新時代.下列關(guān)于電子的說法正確的是 ( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/31 8:0:1組卷:100引用:3難度:0.9 -
3.下列敘述中正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/31 8:0:1組卷:8引用:1難度:0.8
相關(guān)試卷