Chọn một đáp án đúng.
Công thức liên quan
Dòng điện trong chất khí
Dòng chuyển dời của ion dương và electron tự do
Phân loại: dẫn điện tự lực (hồ quang điện, tia lửa điện) và không tự lực
Vật lý 11. Dòng điện trong chất khí. Hướng dẫn chi tiết.
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
1.Chất khí là môi trường không dẫn điện
Các phân tử khí không dẫn điện vì các phân tử khi đều ở trạng thái trung hòa điện, nên không tải điện ở điều kiện thường.
2.Dòng điện trong chất khí
Nhờ có các tác nhân các làm các phân tử khí bị ion hóa thành ion dương và electron tự do.Các hạt này đóng vai trò hạt tải điện
Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dởi có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường và các eelctron tự do ngược chiều điện trường.
3. Quá trình dẫn điện không tự lực
- Quá trình dẫn điện của chất khí mà ta vừa mô tả gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện) không tự lực. Nó chỉ tồn tại khi ta đưa hạt tải điện vào khối khí ở giữa hai bản cực và biến mất khi ta ngừng đưa hạt tải điện vào.
- Thay đổi hiệu điện thế U giữa hai bản cực và ghi lại dòng điện I chạy qua chất khí, ta thấy quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định luật Ôm.
- Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I qua chất khí khi phóng điện không tự lực, theo hiệu điện thế U giữa hai điện cực, được vẽ trên hình 15.1.
Nó có 3 đoạn rõ rệt:
+ Đoạn Oa: U nhỏ, dòng điện tăng theo U.
+ Đoạn ab: U đủ lớn dòng điện I đạt giá trị bão hoà. I không đổi khi U tăng.
+ Đoạn bc: U quá lớn, I tăng nhanh khi U tăng, chứng tỏ rằng khi hiệu điện thế đã quá lớn, sự tăng hiệu điện thế làm cho điện trở của chất khí giảm, mật độ hạt tải điện tăng.
4. Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực
- Quá trình dẫn điện của chất khí có thể duy trì, không cần ta liên tục đưa hạt tải điện vào, gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện) tự lực.
- Có bốn cách chính để dòng điện có thể tạo ra hạt tải điện mới trong chất khí:
1. Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hoá.
2. Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hoá ngay khi nhiệt độ thấp.
3. Catôt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra êlectron. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.
4. Catôt không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào, làm bật êlectron ra khỏi catôt và trở thành hạt tải điện.
Tuỳ cơ chế sinh hạt tải điện mới trong chất khí mà ta có các kiểu phóng điện tự lực khác nhau.
Hai kiểu phóng điện tự lực thường gặp nhất là tia lửa điện và hồ quang điện
TIA LỬA ĐIỆN VÀ HỒ QUANG ĐIỆN
1.Qúa trình dẫn điện tự lực
a/Định nghĩa :Qúa trình dẫn điện tự lực là quá trình xuất hiện dòng điện trong chất khí có thể tự duy trì không cần tạo ra các hạt tải điện.
b/Điều kiện:
+ Dòng điện chạy qua làm tăng nhiệt độ , các phân tử khí bị ion hóa.
+ Cường độ điện trường trong không khí rất lớn làm phân tử khí bị ion hóa.
+Các điện cực bi nung nóng đỏ có thể phát ra electron.
+ Các ion dương có năng lượng lớn đập vào điện cực có thể phát ra
2.Tia lửa điện
a/Định nghĩa: Tia lửa điện là quá trình dẫn điện tự lực khi điện trường đủ mạnh làm ion hóa chất khí thành ion dương và electron.
b/Điều kiện: Tia lửa điện có thể hình thành ở điều kiện thường khi điện trường tới ngưỡng 3. V/m. Hiệu điện thế đủ để phát phát sinh tia lửa điện trong không khí giữa hai điện cực dạng khác nhau.
c/Ứng dụng: Bộ phận đánh lửa sét ,từ đám mây giông.
3.Hồ quang điện
a/Định nghĩa: Hồ quang điện là quá trình dẫn điện tự lực của chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp , đặt vào hai điện thế không lớn có kèm nhiệt và phát sáng.
b/Điều kiện:
+ Làm cho hai đầu nóng đỏ, cung cấp điện trường đủ mạnh
+ Có dạng vòng cung và phát sáng giữa hai điện cực xung quanh có nhiệt độ cao nên dẫn điện tốt.
c/Ứng dụng : Hàn , đun chảy vật liệu, làm đèn phát sáng.
Biến số liên quan
Cường độ dòng điện
Vật Lý 11.Cường độ dòng điện. Hướng dẫn chi tiết.
Khái niệm:
Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện.
Đơn vị tính: Ampe
Các câu hỏi liên quan
Tính độ lớn điện tích của quả cầu có m = 4,5.10-3 kg. Được treo bởi dây cách điện 1m trong điện trường của hai tấm kim loại.
- Trắc nghiệm
- Độ khó: 3
Một quả cầu khối lượng 4,5. kg treo vào một sợi dây cách điện dài 1 m. Quả cầu nằm giữa hai tấm kim loại song song, thẳng đứng như hình vẽ. Hai tấm cách nhau 4 cm. Đặt một hiệu điện thế 75 V vào hai tấm đó thì quả cầu lệch ra khỏi vị trí ban đầu 1 cm. Lấy g = 10 . Tính độ lớn điện tích của quả cầu.
Bắn electron không vận tốc đầu vào điện trường và song song với đường sức điện. Tính UAB.
- Trắc nghiệm
- Độ khó: 2
Bắn một electron (mang điện tích −1,6. C và có khối lượng 9,1. kg) với vận tốc đầu rất nhỏ vào một điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng theo phương song song với các đường sức điện (xem hình vẽ). Electron được tăng tốc trong điện trường. Ra khỏi điện trường, nó có vận tốc m/s. Bỏ qua tác dụng của trường hấp dẫn. Tính hiệu điện thế giữa hai bản.
Proton bay từ điểm A đến điểm B. Điện thế tại A là 500 V. Tính điện thế tại B.
- Trắc nghiệm
- Độ khó: 2
Một proton bay trong điện trường. Lúc proton ở điểm A thì vận tốc của nó bằng 25.m/s. Khi bay đến B vận tốc của proton bằng không. Điện thế tại A bằng 500V. Tính điện thế tại B. Biết proton có khối lượng 1,67.kg và có điện tích 1,6.C.
Cho electron chui vào trong tụ điện qua một lỗ và chui ra ở lỗ kia. Tính cường độ điện trường trong tụ điện.
- Trắc nghiệm
- Độ khó: 2
Electron trong đèn chỉnh vô tuyến phải có động năng vào cỡ 40.10-20 J thì khi đập vào màn hình nó mới làm phát quang lớp bột phát quang phủ ở đó. Để tăng tốc electron, người ta phải cho electron bay qua điện trường của một tụ điện phẳng, dọc theo một đường sức điện, ở hai bản của tụ điện có khoét hai lỗ tròn cùng trục và có cùng đường kính. Electron chui vào trong tụ điện qua một lỗ và chui ra ở lỗ kia. Bỏ qua động năng ban đầu của electron khi bắt đầu đi vào điện trường trong tụ điện. Cho điện tích của electron là −1,6.10-19 C. Khoảng cách giữa hai bản tụ điện là 1 cm. Tính cường độ điện trường trong tụ điện.
Electron bay ra khỏi điện trường tại điểm sát mép một bản. Tính công của lực điện trong sự dịch chuyển electron.
- Trắc nghiệm
- Độ khó: 2
Bắn một electron (tích điện -|e| và có khối lượng m) với vận tốc v0 vào điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng theo phương song song, cách đều hai bản kim loại (xem hình vẽ). Hiệu điện thế giữa hai bản U > 0. Biết rằng electron bay ra khỏi điện trường tại điểm nằm sát mép một bản. Công của lực điện trong sự dịch chuyển của electron trong điện trường là
