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(diǎn)，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(diǎn)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1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，射出電子的最大動能為Ekm。在0和Ekm之間的電子分布是均勻的，即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(yùn)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）求a、b之間的最大電勢差Um，以及將a、b短接時回路中的電流I短；
（2）圖示裝置可看作直流電源，在a、b間接上負(fù)載時，兩極上的電壓為U，通過負(fù)載的電流為I，在圖2中畫出I與U關(guān)系的圖線。并由圖像分析該電源電動勢和內(nèi)阻。
【考點(diǎn)】測量普通電源的電動勢和內(nèi)阻．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：105引用：1難度：0.6
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1．某同學(xué)利用手邊的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計了如圖所示的測量電路，電阻R以及電源的電動勢和內(nèi)阻均未知，電壓表左端的接線位置待定。不管接哪個接線柱，都可以通過改變滑動變阻器接入電路的阻值，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪出U-I關(guān)系圖像（U、I分別為電壓表和電流表的示數(shù)）。下列說法正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/17 12:2:24組卷：456引用：7難度：0.7 -
2．隨著智能手機(jī)耗電的增加，充電寶成了手機(jī)及時充電的一種重要選擇。研究表明，充電寶在各種電量下放電時，都具有跟電池一樣的電源特性。因此，可以把充電寶看作一個跟電池一樣有電動勢和內(nèi)阻的直流電源。一位同學(xué)想要比較一個充電寶和一塊可拆卸的手機(jī)鋰電池性能的異同，分別測量了兩者在不同電量下的電動勢和內(nèi)阻，測量數(shù)據(jù)如表1和表2所示。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，以下說法正確的是（ ?。?br />表1充電寶在各種電量下的電動勢跟鋰電池對比
表2充電寶在各種電量下的內(nèi)阻跟鋰電池對比電量/% 100 80 60 40 20 5 充電寶電動勢/V 5.07 5.04 5.04 5.00 5.14 5.08 鋰電池電動勢/V 4.16 3.96 3.85 3.80 3.75 3.64 電量/% 80 100 60 40 20 5 充電寶內(nèi)阻/Ω 0.11 0.21 0.20 0.21 0.25 0.15 鋰電池內(nèi)阻/Ω 0.25 0.23 0.23 0.24 0.26 0.25 發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：60引用：1難度：0.6 -
3．某同學(xué)要測定一組干電池的電動勢和內(nèi)電阻，提供的器材有：待測的干電池、兩個電流傳感器、滑動變阻器R（0-20Ω，2A）、定值電阻R0（2000Ω）以及開關(guān)和導(dǎo)線若干。他根據(jù)這些器材設(shè)計了圖甲所示的電路，并利用測出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出I1-I2圖線（I1為電流傳感器1的示數(shù)，I2為電流傳感器2的示數(shù)，且I2的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于I1的數(shù)值），如圖乙所示。則由圖線計算被測電池的電動勢E=V，內(nèi)阻r=Ω。
發(fā)布：2024/12/15 4:0:1組卷：118引用：2難度：0.4
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