Trong bài viết này, cunghocvui gửi đến các em những kiến thức lý thuyết về 16 dòng điện trong chân không như: đặc điểm, tính chất, cách sinh ra dòng điện và ứng dụng dòng điện chân không. và Bài kiểm tra dòng chân không cuối cùng để giúp bạn củng cố kiến thức của mình.
i) Cách tạo ra điện trong chân không
1. Thử nghiệm
– Sau đây là sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu dòng điện trong chân không
– Nhìn vào sơ đồ thí nghiệm ta thấy v – dòng điện đặc trong chân không
- Hình a): Khi k không nóng, \(i=0\)
- Hình b): Khi k nóng có 2 trường hợp:
- \(u_{ak} <0: i\) có thể bỏ qua
- \(u_{ak} >0: i\) tăng nhanh với \(u\) rồi bão hòa.
- Hình c): Ở nhiệt độ cao hơn, đốt cháy dây tóc ta thu được đường cong (c) tương tự như đường cong (b) nhưng dòng bão hòa của (c) lớn hơn.
- Tính q – điện tích chạy trên bề mặt của cực âm: \(q=it=10^{-2}c\)
- Tính n – số electron phát ra từ cực âm trong \(1s\): \(n=\dfrac {q}{e}=\dfrac {10^-2}{1, 6.10 ^{-19}}=6,25.10^{16}\)
- Tính n – số electron phát ra từ điện tích đơn vị catốt trong \(1s\):\(n=\dfrac {n}{s} =6,25.10^{21}e )
- Tính năng lượng theo động năng của electron thu được bởi w-:\(w=e.u=2500ev = 4.10^{-16}j\)
- Ta có công thức: \(w =\dfrac {1}{2}mv^2\) => \(v = \sqrt{\dfrac{2w}{m}} = 2 ,96.10^7m/s\)
2. Tính chất của dòng điện trong chân không
– “chân không” là gì? Môi trường trong đó các phân tử khí đã bị tách rời, không chứa hạt mang điện nên không dẫn điện, được gọi là “chân không”
– Khi đưa êlectron vào chân không thì chân không dẫn điện.
– Sự chuyển dời có hướng của các êlectron vào trong chân không gọi là dòng điện trong chân không.
Hai. Tia catôt
1. Thử nghiệm
Có 3 trường hợp:
– th1: Khi áp suất bên trong ống bằng áp suất khí quyển thì chúng ta không nhìn thấy quá trình phóng điện
– th2: Khi áp suất bên trong ống đủ nhỏ sẽ xảy ra quá trình phóng điện tự hành trong ống, đồng thời trong ống xuất hiện cột sáng anot và cột tối catốt .
p>
– th3: Khi áp suất bên trong ống giảm xuống khoảng \(10^-3mmhg\), không gian catốt chiếm toàn bộ ống. Vẫn duy trì quá trình phóng điện, tại vị trí đối diện với cực âm, thành ống thủy tinh sẽ phát ra ánh sáng màu vàng lục. Tia phát ra gọi là tia catôt.
2. Đặc điểm của tia âm cực
– Tia catôt truyền theo đường thẳng
– Một số chất phát huỳnh quang khi chiếu tia catôt.
– Phim bị đen lại, phát ra tia X, vật bị nung nóng và ứng suất, xuất hiện các tinh thể huỳnh quang.
-Tia âm cực phát ra vuông góc với bề mặt của cực âm, nếu bị vật cản chắn thì tia âm cực sẽ tích điện âm cho vật.
– Lá kim loại mỏng có tia catốt xuyên thấu tác dụng lên tấm cảm quang và làm ion hóa không khí.
– Trong từ trường và điện trường, tia âm cực bị lệch.
3. Tính chất của tia âm cực
Có 3 thuộc tính cơ bản của tia âm cực mà bạn cần ghi nhớ:
– Tia catôt là dòng electron phát ra từ catôt
– Tia catốt năng lượng cao
– Tia catốt bay tự do trong không gian
4. Ứng dụng
– Làm ống điện tử và đèn, là ứng dụng phổ biến nhất.
– Sản xuất đèn chân không
– Tiêu chuẩn hóa y tế (x-quang)
iii) Câu trắc nghiệm dòng điện chân không
<3
A. Electron phát ra từ cực âm
Khi được đặt giữa các điện cực trong chân không, các electron từ bên ngoài đi vào.
Khi cực dương nóng lên, các electron phát ra chuyển động.
Các ion khí dư trông giống như chân không
=>Đáp án đúng: một
Bài 2: Tại sao em lại kết luận tia âm cực là hạt mang điện âm?
A. Vì nó bị điện trường làm lệch hướng
Vì nó có năng lượng
Vì khi chiếu vào vật nào thì vật đó nhiễm điện âm
Vì thủy tinh được dùng để phát huỳnh quang.
=>Đáp án đúng: c
bài 3: hiển thị diện tích bề mặt ngoài của cực âm điốt chân không \(s=10mm^2\) và dòng bão hòa\(i_{bh }=10ma ). Tìm số electron phát ra trên một đơn vị diện tích của catôt trong \(1s\).
A. \(6,25.10^{16}e\)
\(6,25.10^{-16}e\)
\(6,25.10^{21}e\)
\(6,25.10^{-21}e\)
=>Đáp án đúng: c
=>Mô tả:
Áp phích 4: Biết rằng hiệu điện thế giữa cực dương và cực âm của một electron tăng vọt là 2500v và khối lượng của electron là \(9,11.10^{-31} kg ) Vậy thì tốc độ mà súng điện tử phát ra các điện tử là bao nhiêu?
A. \(-2.96.10^7m/s\)
\(2.96.10^7m/s\)
\(-2.96.10^6m/s\)
\(2.96.10^6m/s\)
=>Đáp án đúng: b
=>Mô tả:
Xem thêm>>>Bài 16 Dòng điện trong chân không
Trên đây là các kiến thức về dòng điện chân không được cunghocvui giảng dạy cho các em học sinh như bản chất, tính chất của dòng điện chân không, ứng dụng của dòng điện chân không và một số bài tập trắc nghiệm dòng điện chân không. Hy vọng bài viết này giúp ích cho bạn <3
