Lý thuyết Dòng điện trong chất khí (mới 2023 + Bài Tập) - Vật lí 11
Tóm tắt lý thuyết Vật Lý 11 Bài 15: Dòng điện trong chất khí ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Vật Lý 11 Bài 15.
Lý thuyết Vật Lý 11 Bài 15: Dòng điện trong chất khí
Bài giảng Vật Lý 11 Bài 15: Dòng điện trong chất khí
I. Chất khí là môi trường cách điện
Trong thực tế đời sống, cho thấy không khí không dẫn điện. Vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa điện, do đó trong chất khí không có các hạt tải điện.
Không khí bình thường không dẫn điện
II. Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường
Thực ra, chất khí không phải tuyệt đối không dẫn điện. Trong thí nghiệm khi đốt ngọn lửa ga, bức xạ của đèn thủy ngân đã làm tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí. Kim điện kế lệch khỏi vị trí số 0.
Không khí được đốt nóng, thổi vào giữa 2 bản cực
III. Bản chất dòng điện trong chất khí
1. Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa
- Chất khí chỉ dẫn điện khi có các hạt tải điện (các ion dương, ion âm và các eletron tự do) do tác nhân ion hóa sinh ra (ngọn lửa ga (nhiệt độ rất cao), tia tử ngoại của đèn thủy ngân).
Quá trình ion hóa chất khí
- Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường.
2. Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
- Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí xảy ra khi ta phải dùng tác nhân ion hóa từ bên ngoài để tạo ra hạt tải điện trong chất khí.
- Quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định luật Ôm.
Sự phụ thuộc của I theo U
3. Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực
- Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dòng điện chạy qua gây ra gọi là hiện tượng nhân số hạt tải điện.
- Khi electron và ion dương sinh ra do tác nhân ion hóa. Do electron nhỏ hơn ion dương nên đi được quãng đường dài hơn, nó nhận năng lượng từ điện trường ngoài đến va chạm với các phân tử trung hòa thì ion hóa nó, biến nó thành electron tự do và ion dương. Quá trình cứ như vậy diễn ra theo kiểu thác lũ.
IV. 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 tự duy trì, không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện, 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.
V. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện
- Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và êlectron tự do.
- Điều kiện tạo ra tia lửa điện:
+ Tia lửa điện có thể hình thành trong không khí ở điều kiện thường, khi điện trường đạt đến giá trị ngưỡng vào khoảng 3.106 V/m.
+ Hiệu điện thế đủ đề phát sinh tia lửa điện trong không khí giữa hai điện cực dạng khác nhau, ở các khoảng cách khác nhau.
- Ứng dụng:
Tia lửa điện được dùng phổ biến trong động cơ nổ để đốt hỗn hợp trong xilanh. Bộ phận phát tia lửa điện là bugi.
Cấu tạo bugi
Sét là tia lửa điện hình thành giữa đám mây và mặt đất
VI. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện
- Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Hồ quang điện có thể kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh.
- Điều kiện tạo ra hồ quang điện:
+ Người ta làm cho hai điện cực nóng đỏ đến mức có thể phát ra được một lượng lớn electron bằng sự phát xạ nhiệt electron.
+ Tạo ra một điện trường đủ mạnh giữa hai điện cực để ion hóa chất khí, tạo ra tia lửa điện giữa hai điện cực.
+ Khi có tia lửa điện, quá trình phóng điện tự lực tiếp tục được duy trì, nó tạo ra một cung sáng chói như ngọn lửa nối hai điện cực, người ta gọi là hồ quang điện.
Hồ quang điện
- Ứng dụng: Hồ quang điện có nhiều ứng dụng như hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu…
Hàn điện
Bugi trong động cơ nổ (xe máy, ô tô)
Câu 1. Câu nào sau đây không đúng khi nói về sự dẫn điện của chất khí?
A. Không khí ở điều kiện bình thường không dẫn điện.
B. Khi bị đốt nóng chất khí có các hạt tải điện nên dẫn điện.
C. Chất khí dẫn điện tốt hơn kim loại.
D. Sự truyền dòng điện trong chất khí gọi là sự phóng điện.
Đáp án: C
Giải thích:
Không khí ở điều kiện bình thường không dẫn điện. Khi bị đốt nóng chất khí có các hạt tải điện nên dẫn điện. Sự truyền dòng điện trong chất khí gọi là sự phóng điện. Chất khí dẫn điện kém hơn kim loại.
Câu 2. Chất khí không dẫn điện ở điều kiện thường vì:
A. các phân tử chất khí không thể chuyển động thành dòng.
B. các phân tử chất khí không chứa các hạt mang điện.
C. các phân tử chất khí luôn chuyển động hỗn loạn không ngừng.
D. các phân tử chất khí luôn trung hòa về điện, trong chất khí không có hạt tải điện.
Đáp án: D
Giải thích:
Không khí ở điều kiện bình thường không dẫn điện do các phân tử chất khí luôn trung hòa về điện, trong chất khí không có hạt tải điện.
Câu 3. Khi bị đốt nóng chất khí dẫn điện vì
A. các phân tử chất khí bị ion hóa thành các hạt mang điện tự do.
B. vận tốc giữa các phân tử chất khí tăng.
C. khoảng cách giữa các phân tử chất khí tăng.
D. mật độ các hạt tải điện tăng.
Đáp án: A
Giải thích:
Khi bị đốt nóng chất khí dẫn điện vì các phân tử chất khí bị ion hóa thành các hạt mang điện tự do.
Câu 4. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào đúng?
A. Ở điều kiện bình thường không khí dẫn điện tốt.
B. Khi bị đốt nóng không khí dẫn điện tốt hơn kim loại và chất điện phân.
C. Những tác nhân bên ngoài gây nên sự ion hóa chất khí gọi là tác nhân ion hóa.
D. Dòng điện trong chất khí tuân theo định luật Ôm.
Đáp án: C
Giải thích:
Những tác nhân bên ngoài gây nên sự ion hóa chất khí gọi là tác nhân ion hóa.
Câu 5. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào sai?
A. Ở điều kiện bình thường không khí là điện môi.
B. Dòng điện trong chất khí tuân theo định luật Ôm.
C. Khi bị đốt nóng không khí dẫn điện.
D. Hạt tải điện trong chất khí là: ion dương, ion âm và electron.
Đáp án: B
Giải thích:
Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm.
Câu 6. Hạt tải điện trong chất khí là
A. electron tự do.
B. lỗ trống.
C. ion dương và ion âm.
D. ion dương, ion âm và electron tự do.
Đáp án: D
Giải thích:
Hạt tải điện trong chất khí là: ion dương, ion âm và electron tự do.
Câu 7. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của:
A. các ion dương và các electron tự do.
B. ion âm và các electron tự do.
C. ion dương và ion âm.
D. ion dương, ion âm và electron tự do.
Đáp án: D
Giải thích:
Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương, ion âm và các electron do chất khí bị ion hóa sinh ra.
Câu 8. Bản chất dòng điện trong chất khí là
A. dòng ion dương và ion âm dịch chuyển theo chiều điện trường.
B. dòng ion âm và electron dịch chuyển ngược chiều điện trường.
C. dòng ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường, electron và dòng ion âm chuyển động ngược chiều điện trường.
D. dòng các ion dương, ion âm dịch chuyển theo chiều điện trường và dòng electron dịch chuyển ngược chiều điện trường.
Đáp án: C
Giải thích:
Dòng điện trong chất khí là dòng ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường, electron và dòng ion âm chuyển động ngược chiều điện trường.
Câu 9. Khi nói về dòng điện trong chất khí, phát biểu nào dưới đây đúng?
A. Dòng điện chạy qua không khí ở hiệu điện thế thấp khi không khí được đốt nóng, hoặc chịu tác dụng của tác nhân ion hóa.
B. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương và âm.
C. Dòng điện trong chất khí không phụ thuộc vào hiệu điện thế.
D. Dòng điện trong chất khí tuân theo định luật Ôm.
Đáp án: A
Giải thích:
A – đúng vì dòng điện chạy qua không khí ở hiệu điện thế thấp khi không khí được đốt nóng, hoặc chịu tác dụng của tác nhân ion hóa.
B – sai vì dòng điện trong chất khí là dòng ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường, electron và dòng ion âm chuyển động ngược chiều điện trường.
C – sai vì dòng điện trong chất khí phụ thuộc vào hiệu điện thế.
D – dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm.
Câu 10. Khi nói về dòng điện trong chất khí, phát biểu nào dưới đây đúng?
A. Cường độ dòng điện trong chất khí ở áp suất thường tăng lên khi hiệu điện thế tăng.
B. Trong quá trình dẫn điện không tự lực U và I luôn tỉ lệ thuận với nhau.
C. Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm.
D. Hạt tải điện trong chất khí chỉ có ion dương và ion âm.
Đáp án: C
Giải thích:
Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm.
Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 11 đầy đủ, chi tiết khác:
Xem thêm các chương trình khác:
- Giải sgk Hóa học 11 | Giải bài tập Hóa học 11 Học kì 1, Học kì 2 (Sách mới)
- Lý thuyết Hóa học 11(sách mới) | Kiến thức trọng tâm Hóa 11
- Giải sbt Hóa học 11 (sách mới) | Sách bài tập Hóa học 11
- Các dạng bài tập Hóa học lớp 11
- Giáo án Hóa học lớp 11 mới nhất
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Soạn văn 11 (hay nhất) | Để học tốt Ngữ Văn 11 (sách mới)
- Soạn văn 11 (ngắn nhất) | Để học tốt Ngữ văn 11 (sách mới)
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Văn mẫu 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Toán 11 | Giải bài tập Toán 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Các dạng bài tập Toán lớp 11
- Lý thuyết Toán lớp 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Toán 11
- Giáo án Toán lớp 11 mới nhất
- Bài tập Toán lớp 11 mới nhất
- Chuyên đề Toán lớp 11 mới nhất
- Giải sgk Tiếng Anh 11 (thí điểm)
- Giải sgk Tiếng Anh 11 | Giải bài tập Tiếng anh 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Giải sbt Tiếng Anh 11 (sách mới) | Sách bài tập Tiếng Anh 11
- Giải sbt Tiếng Anh 11 (thí điểm)
- Giải sgk Lịch sử 11 | Giải bài tập Lịch sử 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Lý thuyết Lịch Sử 11(sách mới) | Kiến thức trọng tâm Lịch Sử 11
- Giải Tập bản đồ Lịch sử 11
- Giải sgk Sinh học 11 | Giải bài tập Sinh học 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Lý thuyết Sinh học 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Sinh 11
- Giải sgk Giáo dục công dân 11
- Lý thuyết Giáo dục công dân 11
- Lý thuyết Địa Lí 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Địa lí 11
- Giải Tập bản đồ Địa Lí 11
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 11