Vật lí 11 Bài 16: Dòng điện trong chân không

Mục lục Giải Vật lí 11 Bài 16: Dòng điện trong chân không

Câu hỏi C1 trang 96 Vật lí 11: Trên đồ thị c) hình 16.2, dòng bão hòa vào khoảng bao nhiêu?

Lời giải:

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

Câu hỏi C2 trang 97 Vật lí 11: 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:

Khi áp suất còn lớn thì năng lượng electron thu được do chuyển động, không đủ ion hóa không khí nên ta không thấy quá trình phóng điện.

Khi áp suất đã đủ nhỏ, thì các electron vượt qua một khoảng dài mà chưa va chạm với các phân tử khí, do đó hình thành miền tối ca tôt, sau khi vượt qua miền tối, electron thu được năng lượng đủ lớn để ion hóa các phân tử khí do va chạm nên trong ống có sự phóng điện tự lực.

Câu hỏi C3 trang 97 Vật lí 11: Vì sao khi rút khí để được chân không tốt hơn thì tia catot lại biến mất?

Lời giải:

Khi rút khí để được chân không tốt hơn thì electron đi từ catôt về anôt không va chạm các phân tử khí nên không có sự ion hóa chất khí nên quá trình phóng điện không được duy trì, tia catôt biến mất.

Bài 1 trang 99 Vật lí 11: Vì sao chân không dẫn điện? Bằng cách nào ta tạo ra được dòng điện trong chân không?

Lời giải:

- Chân không có các hạt mang điện tích tự do nên không dẫn điện.

- Để tạo ra được dòng điện trong chân không ta phải dùng các tác nhân để tạo ra các electron tự do trong chân không và tạo ra một hiệu điện thế giữa các anot và catot trong ống chân không đó. Cách đơn giản là nung nóng catốt để làm phát xạ nhiệt êlectrôn.

- Các tác nhân có thể là: nung nóng catot để phát xạ nhiệt điện tử, dùng các bức xạ điện tử như tia tử ngoại, ánh sáng thấy được, chùm trong ion dương… chiếu vào catot để phát xạ lạnh electron.

Bài 2 trang 99 Vật lí 11: Điốt chân không cấu tạo như thế nào và các tính chất là gì?

Lời giải:

- Điốt chân không có cấu tạo gồm: Một bình thủy tinh kín hút chân không, một catot làm bằng vôn fam và một anot làm bằng 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 Vật lí 11: Tia catot là gì? Có thể tạo ra nó bằng cách nào?

Lời giải:

- Tia catot là một dòng các electron có năng lượng lớn bay tự do trong không gian.

- Có thể tạo ra tia catot bằng cách phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp hay áp suất dùng điốt chân không…

Bài 4 trang 99 Vật lí 11: Tại sao khi phóng điện qua khí ở áp suất thấp lại sinh ra tia catot?

Lời giải:

Tia catot là một dòng các electron có năng lượng lớn bay tự do trong không gian. Vì vậy chỉ khi áp suất của khí đủ thấp, để khoảng cách trung bình giữa hai phần tử khí lớn hơn quãng đường bay tự do, trung bình của các electron, khi đó các electron mới được coi như chuyển động tự do, mà không bị va chạm với các phần tử khí.

 => tạo thành tia catot.

Bài 5 trang 99 Vật lí 11: Kể vài tính chất của tia catot chứng tỏ nó là dòng các electron bay tự do?

Lời giải:

Một vài tính chất của tia catot chứng tỏ nó là odnfg các electron bay tự do:

- Nó phát ra từ catot, theo phương vuông góc với bề mặt catot. Gặp vật cản nó bị chặn lại làm vật đó tích điện âm.

- Mang năng lượng lớn: làm đen phim ảnh, làm huỳnh quang một số tinh thể, làm kim loại phát ra tia X, làm nóng các vật mà nó rọi và tác dụng lực lên các vật đo.

- Từ trường làm tia catôt lệch theo hướng vuông góc với phương lan truyền và phương từ trường, còn điện trường làm tia catot lệch theo chiều ngược chiều điện trường.

Bài 6 trang 99 Vật lí 11: Súng electron tạo ra tia catot theo nguyên tắc nào?

Lời giải:

Súng electron tạo tạo ra tia catot theo nguyên tắc: catot được đốt nóng để phát ra electron, anot có nhiệm vụ gia tốc chùm electron đồng thời hội tụ chùm electron tại điểm mong muốn.

Bài 7 trang 99 Vật lí 11: Hãy kể hai ứng dụng của tia catốt mà em biết.

Lời giải:

Ứng dụng của tia catot là dùng trong các ống phóng điện tử và trong đèn hình.

Bài 8 trang 99 Vật lí 11: Dòng điện trong chân không sinh ra do chuyển động của

A. các electron phát ra từ catôt.

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

C. các electron phát ra từ anot bị đốt nóng đỏ.

D. các ion khí còn dư trong chân không.

Lời giải:

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

Chọn đáp án A

Bài 9 trang 99 Vật lí 11: Người ta kết luận tia catot là dòng 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 là cho lệch hướng.

D. nó làm cho huỳnh quang thủy tinh.

Lời giải:

Người ta kết luận tia catot là hạt tích điện âm vì khi rọi vào vật nào nó làm cho vật ấy tích điện âm.

Chọn đáp án B

Bài 10 trang 99 Vật lí 11: Catot của một điốt chân không có diện tích mặt ngoài S = 10 mm². Dòng bão hòa I_bh = 10mA. Tính số electron phản xạ từ một đơn vị điện tích của catot trong cùng một giây.

Lời giải:

Số electron phản xạ từ một đơn vị điện tích của catot trong một giây:

$n =\frac{I_{bh}}{e.S}=\frac{{10.10}^{-3}}{1,{6.10}^{-19}{\mathrm{.10.10}}^{-6}}=6,{25.10}^{21}$ hạt/m²

Đáp án: n = 6,25.10²¹ hạt/m²

Bài 11 trang 99 Vật lí 11: Hiệu điện thế giữa anot và catot của một súng electron là 2500V, tính tốc độ của các electron mà sóng phát ra. Cho biết khối lượng của electron là 9.11.10^-31kg.

Lời giải:

Theo định lí động năng, trong trường hợp này động năng của electron nhận được là do công của điện trường cung cấp.

Do đó: W_đ = A_Fđ

$\Rightarrow \frac{m.v^2}{2}=e.U$

Tốc độ của electron mà súng phát ra là:

$v=\sqrt{\frac{2e.U}{m}}=\sqrt{\frac{2.1,{6.10}^{-19}.2500}{9,{11.10}^{-31}}}$$=2,{96.10}^7$m/s

Đáp án: v = 2,96.10⁷m/s

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn

Bài 18: Thực hành: khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito

Bài 19: Từ trường

Bài 20: Lực từ. Cảm ứng từ

Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Xem thêm tài liệu Vật lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Dòng điện trong chân không

Trắc nghiệm Dòng điện trong chân không có đáp án