Các hiện tượng: tia lửa điện, sét, hồ quang điện, hiện tượng nào là quá trình phóng điện tự lực?

Dạng bài: Vật lý 11. Các hiện tượng: tia lửa điện, sét, hồ quang điện, hiện tượng nào là quá trình phóng điện tự lực? Hướng dẫn chi tiết.

Đề:

Các hiện tượng: tia lửa điện, sét, hồ quang điện, hiện tượng nào là quá trình phóng điện tự lực?

A.

Tia lửa điện.

B.

Sét.

C.

Hồ quang điện.

D.

Cả ba đều đúng.

Xem câu trả lời

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.

hinh-anh-dong-dien-trong-chat-khi-915-0

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. $10^{6}$ 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.

hinh-anh-dong-dien-trong-chat-khi-915-1

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.

hinh-anh-dong-dien-trong-chat-khi-915-2

Dòng điện trong chất khí là gì ?

Công thực hiện để điện tích 10-9 di chuyển là AAB, ABC và AAC. Chọn phương án đúng.

Trắc nghiệm
Độ khó: 2

Câu hỏi:

Ba điểm A, B, C tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường song song với AB. Cho góc α = $60 °$ , BC = 10cm và $U_{B C}$ = 400V. Công thực hiện để dịch chuyển điện tích $10^{- 9}$ từ A đến B và từ B đến C và từ A đến C lần lượt là $A_{A B}$ , $A_{B C}$ và $A_{A C}$ . Chọn phương án đúng.

Tam giác ABC, đặt thêm ở C điện tích q = 4.5.10-9 C. Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại A.

Trắc nghiệm
Độ khó: 3

Câu hỏi:

Ba điểm A, B, C tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường song song với AB. Cho góc α = 600; BC = 10cm và $U_{B C}$ = 400V. Đặt thêm ở C một điện tích điểm q = 4,5. $10^{- 9}$ C. Véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại A có

Tính khối lượng m (kg) nước ở 100 độ bốc thành hơi ở 100 độ. Với L = 2,3.10^6 J/kg.

Trắc nghiệm
Độ khó: 3

Câu hỏi:

Giả thiết rằng trong một tia sét có một điện tích q = 25 C được phóng từ đám mây dông xuống mặt đất và khi đó hiệu điện thế giữa đám mây và mặt đất là $1, 4 . 10^{8} (V)$ . Nếu toàn bộ năng lượng của tia sét chuyển hết thành nhiệt năng thì có thể làm m (kg) nước ở 100°C bốc thành hơi ở 100°C. Nhiệt hóa hơi của nước là $L = 2, 3 . 10^{6} J / k g$ . Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

Hai chất điểm có 4x12 + x22 = 25 cm2. Khi chất điểm có x1 = 2 cm thì v = 6 cm/s. Khi đó tốc độ của chất điểm thứ hai là bao nhiêu?

Trắc nghiệm
Độ khó: 2

Câu hỏi:

Cho hai chất điểm dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có phương trình dao động lần lượt là $x_{1}$ = $A_{1}$ cos(ωt + $φ_{1}$ ), $x_{2}$ = $A_{2}$ cos(ωt + $φ_{2}$ ). Cho biết $4 {x^{2}}_{1} + {x_{2}}^{2} = 25 c m^{2}$ . Khi chất điểm thứ nhất có li độ $x_{1}$ = 2 cm thì vận tốc của nó có bằng 6 cm/s. Khi đó tốc độ của chất điểm thứ hai là

Tính điện lượng đã mất đi của hạt bụi. Biết hiệu điện thế ban đầu giữa hai bản tụ là 306,3 V.

Trắc nghiệm
Độ khó: 3

Câu hỏi:

Một hạt bụi mang điện có khối lượng m = $10^{- 11}$ g nằm cân bằng giữa 2 bản của 1 tụ điện phẳng. Khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm. Chiếu ánh sáng tử ngoại vào hạt bụi. Do mất một phần điện tích, hạt bụi sẽ mất cân bằng. Để thiết lập lại cân bằng người ta phải tăng hiệu điện thế giữa 2 bản lên một lượng ∆U = 34V. Tính điện lượng đã mất đi biết ban đầu hiệu điện thế giữa 2 bản là 306,3 V. Cho g = 10 $m / s^{2}$ .