Bài 16. Dòng điện trong chân không

Lý thuyết và bài tập cho Bài 16. Dòng điện trong chân không, Chương 3, Vật lý lớp 11

Dòng điện trong chân không

- Chân không chỉ dẫn điện nếu ta đưa êlectron vào trong đó.

- Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron.

- Điôt chân không với catôt nóng đỏ có tính chỉnh lưu

- Tia catôt là một dòng các êlectron phát ra từ catôt, có năng lượng lớn và bay tự do trong không gian, được sinh ra khi phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp. Nó cũng có thể được tạo ra bằng một súng êlectron.

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 96 SGK Vật lý 11

Đề bài

Trên đồ thị c) hình 16.2 SGK, dòng điện bão hòa khoảng bao nhiêu?

Lời giải chi tiết

Trên đồ thị c) hình 16.2 SGK, dòng điện bão hòa khoảng 20mA.

Câu C2 trang 96 SGK Vật lý 11

Đề bài

Vì sao khi áp suất còn lớn ta không thấy quá trình phóng điện qua khí, và khi áp suất đã đủ nhỏ lại có quá trình phóng điện tự lực?

Lời giải chi tiết

Khi áp suất còn lớn thì hạt tải điện ban đầu được tạo ra do các tác nhân ion hóa được gia tốc trong điện trường giữa hai cực anot và catot sẽ bị va chạm với các phân tử khí trong môi trường. Vì vậy động năng nó đạt được không đủ lớn, nên không ion hóa được các phần tử khác nhau và không gây được hiện tượng nhân số hạt tải điện => không thấy quá trình phóng điện qua chất khí.

Câu C3 trang 96 SGK Vật lý 11

Đề bài

Vì sao khi rút khí để được chân không tốt hơn thì tia catot lại biến mất?

Lời giải chi tiết

Trong hiện tượng phóng điện thành miền trong khí kém: chùm electron phát ra từ catot là nhờ các phần tử khí trong khí kém bị icon hóa thành các ion dương. Các ion này được gia tốc bởi hiệu điện thế giữa anot và catot nên có động năng đủ lớn tới đập vào catot làm phát ra các electron ( phát xạ lạnh điện tử, khác với phát xạ điện nhiệt tử trong điốt chân không). Các electron này chuyển động từ catot về anot tạo thành chùm catot.

Bài 1 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Vì sao chân không không dẫn điện? Bằng cách nào ta tạo được dòng điện trong chân không?

Lời giải chi tiết

- Chân không không dẫn điện vì nó không có các hạt tải điện.

- Để tạo được dòng điện trong chân không, ta phải đưa hạt tải điện là các êlectrôn vào trong đó. Cách đơn giản là nung nóng catốt để làm phát xạ nhiệt êlectrôn.

Ngoài ra, có thể dùng các bức xạ điện tử như tia tử ngoại, ánh sáng thấy được, chùm trong icon dương… chiếu vào catot đẻ phát xạ lạnh electron.

Bài 2 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Điốt chân không có cấu tạo như thế nào và có tính chất gì?

Lời giải chi tiết

Điốt chân không gồm một bóng thủy tinh đã hút chân không, bên trong có đặt hai điện cực: Catot là dây tóc vônfram và anot là một bản kim loại. Tính chất của điốt chân không là tính chỉnh lưu, nó chỉ cho dòng điện chạy theo một chiều từ anốt sang catot.

Bài 3 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Tia catốt là gì? Có thể tạo ra nó bằng cách nào?

Lời giải chi tiết

Tia catot là một dòng các electron phát ra từ catot, có năng lượng lớn và bay tự do trong không gian, được sinh ra khi phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp. Nó cũng có thể được tạo ra bằng một súng electron.

Bài 4 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Tại sao khi phóng điện qua khí ở áp suất thấp lại sinh ra tia catốt?

Lời giải chi tiết

Khi phóng điện qua khí ở áp suất thấp, các iôn dương nhận năng lượng của điện trường, đập vào catốt, sinh ra các êlectron mới có thể duy trì quá trình phóng điện. Các êlectron tạo ra có thể chuyển động trên một đoạn đường dài mà không va chạm với các phân tử khí, đó chính là tia catốt.

Bài 5 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Kể vài tính chất của tia catốt chứng tỏ nó là dòng các êlectrôn bay tự do.

Lời giải chi tiết

Một số tính chất là: 

Tia catôt phát ra theo phương vuông góc với bề mặt catôt. Gặp một vật cản, nó bị chặn lại và làm vật đó tích điện âm.

+ Tia catot có năng lượng lớn: Nó có thể làm đen phim ảnh, làm huỳnh quang một số tinh thể, làm kim loại phát ra tia X, làm nóng các vật rọi vào và tác dụng lực lên các vật đó.

Bài 6 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Súng êlectron tạo ra tia catôt theo nguyên tắc nào?

Lời giải chi tiết

Súng êlectron tạo ra tia catốt theo nguyên tắc đốt nóng catôt, phát xạ nhiệt êlectron.

Bài 7 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Hãy kể hai ứng dụng của tia catốt mà em biết.

Lời giải chi tiết

 Tia catot dùng trong các ống catot, đèn hình, để hàn trong chân không hoặc nấu các kim loại rất tinh khiết trong chân không.

Bài 8 trang 99 SGK Vật lí 11

Phát biểu nào là chính xác ? 

Dòng điện trong chân không sinh ra do chuyển động của

A. Các êlectron phát ra từ catôt.

B. Các êlectron mà ta đưa từ bên ngoài vào giữa các điện cực đặt trong chân không

C. Các êlectron phát ra từ anôt bị đốt nóng đỏ

D. Các ion khí còn dư trong chân không.

Lời giải chi tiết

Đáp án A.

Dòng điện trong chân không sinh ra do chuyển động của các electron phát ra từ catot.

Bài 9 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Người ta kết luận tia catôt là dòng hạt tích điện âm vì

A. Nó có mang năng lượng

B. Khi rọi vào vật nào, nó làm cho vật ấy tích điện âm

C. Nó bị điện trường làm lệch hướng

D. Nó làm huỳnh quang thuỷ tinh

Lời giải chi tiết

Đáp án B.

Tia catot là dòng hạt tích điện âm vì khi rọi vào vật nào, nó làm cho vật ấy tích điện âm.

Bài 10 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Catôt của một điôt chân không có diện tích mặt ngoài S = 10 mm2. Dòng bão hoà Ibh = 10 mA. Tính số êlectron phát xạ từ một đơn vị điện tích của catôt trong một giây?

Lời giải chi tiết

Điện lượng chạy qua mặt ngoài của catốt trong 1s là: Q = It = 10.10-3.1 = 10-2 C

Số êlectron phát xạ từ catốt trong 1s: \(N = {Q \over e} = {{{{10}^{ - 2}}} \over {{{1,6.10}^{ - 19}}}} = {6,25.10^{16}}\)

Số êlectron phát xạ từ một đơn vị diện tích của catốt trong 1s: 

Bài 11 trang 99 SGK Vật lí 11

Đề bài

Hiệu điện thế giữa anôt và và catôt của một súng êlectron là 2500V, tính tốc độ của êlectron mà súng phát ra. Cho biết khối lượng của êlectron là 9,11.10-31 kg.


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG

CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề thi học kì 1 của các trường có lời giải – Mới nhất
  • Đề ôn tập học kì 1 – Có đáp án và lời giải

CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG

CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG

ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 11