Bài giảng tóm tắt lại các kiến thức quan trọng như đặc điểm, tính chất của dòng điện khi truyền trong chân khôngvà khái quát về các ứng dụng của tia catot trong đời sống hàng ngày, nhằmgiúp học sinh dễ dàng nắm bắt kiến thức và luyện tập thêm. Mời các em cùng tìm hiểu bài Bài 16: Dòng điện trong chân không. Chúc các em học tốt !


1. Tóm tắt lý thuyết

1.1.Cách tạo ra dòng điện trong chân không

1.2.Tia catôt

2. Bài tập minh hoạ

3. Luyện tập bài 16 Vật lý 11

3.1. Trắc nghiệm

3.2. Bài tập SGK & Nâng cao

4. Hỏi đápBài 16 Chương 3 Vật lý 11


1.1.1. Bản chất của dòng điện trong chân không

Chân không là môi trường đã được lấy đi các phân tử khí. Nó không chứa các hạt tải điện nên không dẫn điện.

Bạn đang xem: Dòng điện trong chân không

Để chân không dẫn điện ta phải đưa các electron vào trong đó.

Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron được đưa vào trong khoảng chân không đó

*

1.1.2. Thí nghiệm

Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu dòng điện trong chân không

*
*

Thí nghiệm cho thấy đường đặc tuyến V – A của dòng điện trong chân không

Đồ thị a): Khi K không được đốt nóng, I = 0

Đồ thị b): Khi K nóng đỏ:

UAK

UAK > 0: I tăng nhanh theo U rồi đạt giá trị bão hòa

Đồ thị c): Đốt dây tóc với nhiệt độ cao hơn, đường cong (c) có dạng như (b) nhưng dòng bão hòa lớn hơn


1.2. Tia catôt


1.2.1. Thí nghiệm

Khi áp suất trong ống bằng áp suất khí quyển ta không thấy quá trình phóng điện

Khi áp suất trong ống đã đủ nhỏ, trong ống có quá trình phóng điện tự lực, trong ống có cột sáng anôt và khoảng tối catôt.

*

Khi áp suất trong ống hạ xuống còn khoảng 10-3mmHg, khoảng tối catôt chiếm toàn bộ ống. Quá trình phóng điện vẫn duy trì và ở phía đối diện với catôt, thành ống thủy tinh phát ánh sáng màu vàng lục.

Ta gọi tia phát ra từ catôt làm huỳnh quang thủy tinh là tia catôt.

*
*

Tiếp tục hút khí để đạt chân không tốt hơn nữa thì quá trình phóng điện biến mất.

1.2.2. Tính chất của tia catôt

Tia catôt truyền thẳng

Tia catôt làm phát quang một số chất khi đập vào chúng

Làm đen phim ảnh, huỳnh quang tinh thể, phát tia X, làm nóng vật, tác dụng lực lên vật

Tia catôt phát ra vuông góc với mặt catôt, gặp vật cản bị chặn lại và làm vật đó tích điện âm

Tia catôt có thể đâm xuyên các lá kim loại mỏng, tác dụng lên kính ảnh và ion hoá không khí

Tia catốt bị lệch trong từ trường, điện trường.

1.2.3. Bản chất của tia catôt

Tia catôt thực chất là dòng electron phát ra từ catôt, có năng lượng lớn và bay tự do trong không gian.

1.2.4. Ứng dụng

Ứng dụng phổ biến nhất của tia catôt là để làm ống phóng điện tử và đèn hình.


Bài 1:

Dòng điện trong chân không sinh ra do chuyển động của:

A. Các electron phát ra từ catốt.

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

C. Các electron phát ra từ anốt bị đốt nóng đỏ.

D. Các ion khí còn dư trong chân không.

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án A

Các electron phát ra từ catốt.

Bài 2:

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

A. Nó có mang năng lượng.

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

C. Nó bị điện trường làm lệch hướng.

D. Nó làm huỳnh quang thủy tinh.

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án B

Vì khi rọi vào vật nào, nó làm cho vật đó tích điện âm.

Bài 3:

Catốt của một điốt chân không có diện tích mặt ngoài \(S = 10m{m^2}\). Dòng bão hòa \({I_{bh}} = 10mA\). Tính số electron phát xạ từ một đơn vị diện tích của catốt trong một giây.

Xem thêm: TìM Phân Số BằNg Phân Số 57/95 Và Có MẫU Số LớN Hơn Tử Số Là 42 Đơn Vị

Hướng dẫn giải

Điện lượng chạy qua mặt ngoài của catốt trong một giây là :\(Q = It = {10^{ - 2}}C.\)

Số electron phat ra từ catốt trong một giây:

\(N = \frac{Q}{e} = \frac{{\mathop {10}\nolimits^{ - 2} }}{{1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 6,{25.10^{16}}\)

Số electron phát ra từ một đơn vị điện tích của catốt trong 1 giây:

\(n = \frac{N}{S} = \frac{{6,{{25.10}^{16}}}}{{{{10.10}^{ - 6}}}} = 6,{25.10^{21}}electron\)

Bài 4:

Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một sung electron là 2500 V. Tính tốc độ của electron mà súng phát ra. Cho biết khối lượng của electron là \(9,{11.10^{ - 31}}kg\).

Hướng dẫn giải:

Năng lượng electron nhận được dưới dạng động năng:

\(W = eU = 2500eV = 2500.1,{6.10^{ - 19}} = {4.10^{ - 16}}J\)

Từ công thức: \(W = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Suy ra: \(v = \sqrt {\frac{{2W}}{m}} = \sqrt {\frac{{{{2.4.10}^{ - 16}}}}{{9,{{11.10}^{ - 31}}}}} = 2,{96.10^7}m/s\)