Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 16: Dòng điện trong chân không

TRƯỜNG THPT NGUYỄN VĂN CÔN 
VẬT LÝ 11 
TỔ VẬT LÝ 
- Bản chất của dòng điện trong kim loại ? 
Kiểm tra kiến thức cũ 
Câu 3 
Câu 2 
Câu 1 
- Bản chất dòng điện trong chất điện phân ? 
Điều kiện để có dòng điện ? 
Trong môi trường không tồn tại hạt vật chất nào có dòng điện không? 
Nếu có dòng điện có đặc điểm gì? 
BÀI 21 
DÒNG ĐIỆN 
TRONG CHÂN KHÔNG 
Dòng điện trong chân không 
Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế : 
2 
 Dòng điện trong chân không : 
1 
 Tia catôt 
3 
 Ống phóng điện tử 
4 
 1. Dòng điện trong chân không :  
Chân không lý tưởng : là môi trường không có phân tử hay nguyên tử nào 
Em hiểu thế nào là môi trường chân không ? 
Thực tế có môi trường nào như vậy không ? 
Chân không thực tế : khi giảm áp suất chất khí trong ống đến mức ( khoảng dưới 10 -4 mmHg) mà phân tử khí ( hạt ) có thể chuyển động từ thành nọ qua thành kia của ống mà không va chạm với các phân tử khác , ta nói rằng trong ống là chân không . 
e 
e 
e 
 1. Dòng điện trong chân không :  
1. Dòng điện trong chân không 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 2 
K 1 
K 
A 
mA 
V 
Sơ đồ TN 
* Dụng cụ TN: 
- Điốt chân không : 
gồm 2 cực A và K. 
- Nguồn E 1 , E 2 
- Khóa K 1 , K 2 . 
- Biến trở R. 
- Vôn kế , ampe kế 
1. Dòng điện trong chân không 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 2 
K 1 
K 
A 
mA 
V 
Sơ đồ TN 
CẮT NGUỒN E 1 
ĐÓNG: K 1 + K 2 
MỞ: K 1 
ĐÓNG: K 2 
ĐÓNG: K 1 
ĐÓNG: K 2 
ĐẢO NGUỒN E 1 
ĐÓNG: K 1 + K 2 
NỘI DUNG TN 
1. Dòng điện trong chân không 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 2 
K 1 
K 
A 
mA 
V 
Sơ đồ MĐ 
CẮT NGUỒN E 1 
ĐÓNG: K 1 + K 2 
MỞ: K 1 
ĐÓNG: K 2 
ĐÓNG: K 1 
ĐÓNG: K 2 
ĐẢO NGUỒN E 1 
ĐÓNG: K 1 + K 2 
NỘI DUNG TN 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 1 
K 
A 
V 
1. Dòng điện trong chân không 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không 
R 
mA 
LÀM TN2 
K 2 
Đóng K 2 , mở K 1 : I = 0 
Chân không là chất cách điện tốt 
Chú ý số chỉ 
Kết quả : 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 
A 
mA 
V 
LÀM TN 3 
1. Dòng điện trong chân không 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không 
- Đóng K 2 , mở K 1 : I = 0. 
Kết quả : 
K 1 
K 2 
I 
Chú ý số chỉ 
- Đóng K 1 , K 2 , U AK > 0: I ≠ 0 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 
A 
mA 
V 
1. Dòng điện trong chân không 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không 
- Đóng K 2 , mở K 1 : I = 0. 
Kết quả : 
K 1 
K 2 
Chú ý số chỉ 
- Đóng K 1 , K 2 , U AK > 0: I ≠ 0 
E 1 , r 1 
ĐẢO NGUỒN 
- Đóng K 1 , K 2 , U AK < 0: I = 0 
NEXT 2b 
Khi catot chưa đốt nóng : I = 0 
+ 
- 
I =0 
K 
A 
E 1 
1. Dòng điện trong chân không 
b. Bản chất dòng điện trong chân không . 
Khi catot được đốt nóng và U AK = 0 : I A = 0 
- 
+ 
I =0 
A 
K 
+ 
- 
E 1 
E 2 
1. Dòng điện trong chân không 
b. Bản chất dòng điện trong chân không . 
K 2 
- Khi catốt bị 
đốt nóng có sự 
phát xạ nhiệt 
electron. 
+ 
- 
I 
A 
K 
+ 
- 
E 1 
E 2 
1. Dòng điện trong chân không 
b. Bản chất dòng điện trong chân không . 
Dòng điện trong điốt 
 chân không là dòng 
 dịch chuyển có hướng 
 của các êlectron 
bứt ra từ catốt bị 
 nung nóng dưới tác 
 dụng của điện trường . 
Khi catot được đốt nóng và U AK > 0 : I A khác 0 
Khi catot được đốt nóng và U AK < 0 : I A = 0 
+ 
- 
I =0 
A 
K 
+ 
- 
E 1 
E 2 
1. Dòng điện trong chân không 
b. Bản chất dòng điện trong chân không . 
- Dòng điện trong điốt chân không chỉ đi theo một chiều từ anốt sang catôt . 
Khi catot được đốt nóng và U AK >0. Dòng I A tăng theo U AK 
+ 
- 
I 
A 
K 
+ 
- 
E 1 
E 2 
 Khi catot nóng hơn . Dòng I A cũng tăng theo U AK 
+ 
- 
I 
A 
K 
+ 
- 
E 1 
E 2 
Ê lectron bứt ra từ ca tốt có động năng ban đầu , trong số đó có một số có động năng lớn , nên chúng vẫn có thể đi đến ca tốt ( tuy bị lực hãm của điện trường khi đó với giá trị nhỏ ). 
- Cường độ dòng điện bão hòa phụ thuộc vào : bản chất và nhiệt độ của ca tốt . 
- Khi U < U b : U tăng thì I tăng . 
- Khi U >= U b thì khi U tăng , I không tăng nữa và có giá trị lớn nhất I = I bh gọi là cường độ dòng điện bão hòa . 
- Từ đường đặc tuyến Vôn-Ampe khảo sát được em hãy trình bày mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế ? 
Hỏi 3 
Hỏi 2 
C3 
KL 2 
KL 3 
2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong 
chân không vào hiệu điện thế . 
I bh 
U b 
I 
O 
U 
T 
C4 
- Dòng điện trong chân không , không tuân theo định luật Ôm . 
- Cường độ dòng điện bão hòa phụ thuộc vào yếu tố nào ? 
I’ bh 
T’ > T 
- Đồ thị cho thấy : tuy U < 0 nhưng vẫn có I # 0. Theo em tại sao lại như vậy ? 
Giải thích 
Hỏi 1 
KL 1 
Quan sát đặc trưng Vôn-Ampe cho biết : Dòng điện trong chân không có tuân theo định luật Ôm hay không ? Vì sao ? 
TL 
2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế . 
- Dòng điện trong chân không , không tuân theo định luật Ôm . 
Khi nhiệt độ catốt tăng , động năng trung bình của êlectron càng lớn . Do đó càng có nhiều êlectron có thể bứt ra khỏi ca tốt . Khi đó êlectron dịch chuyển đến anốt càng nhiều và do đó , dòng điện bão hòa I bh tăng lên . 
I bh 
U bh 
I 
O 
U 
T 
I’ bh 
T’ > T 
C4 
Tại sao giá trị của I bh tăng khi nhiệt độ của catốt tăng ? 
TL 
ĐIỐT 
 Điốt chân không : chỉnh lưu dòng điện xoay chiều ). 
K 
A 
Giải thích 
- Cường độ dòng điện bão hòa phụ thuộc vào : bản chất và nhiệt độ của ca tốt . 
a. Khái niệm 
Thí nghiệm 
 Điôt chân không 
có dạng ống thuỷ 
tinh dài và trên A 
có 1 lỗ nhỏ O 
Nhận xét 
 Ở sau lỗ có dòng các electron do catôt phát ra 
và bay trong chân không 
3: Tia catôt 
Tia catôt là dòng các electron do catôt phát ra và bay trong chân không . 
. 
Vậy tia catôt có những tính chất gì ??? 
b. Tính chất 
Tia catôt truyền thẳng 
3: Tia catôt 
Tia catôt phát ra vuông góc với mặt catôt , gặp vật cản bị chặn lại và làm vật đó tích điện âm 
K 
 A 
- + 
- 
- 
b. Tính chất 
3: Tia catôt 
Hút khí 
Tia catôt mang năng lượng : làm đen phim ảnh , huỳnh quang tinh thể , phát tia X, làm nóng vật , tác dụng lực lên vật  
K 
 A 
- + 
b. Tính chất 
3: Tia catôt 
Hút khí 
Tia catôt truyền thẳng 
Tia catôt phát ra vuông góc với mặt catôt . 
Tia catôt mang năng lượng . 
Tia catot có thể đâm xuyên các lá kim loại mỏng , tác dụng lên kính ảnh , ion hóa không khí . 
b. Tính chất 
3: Tia catôt 
Tia catôt làm phát quang một số chất khi đập vào chúng  
Vôi 
3: Tia catôt 
b. Tính chất 
Tia catôt bị lệch trong điện trường , từ trường 
3: Tia catôt 
b. Tính chất 
Thí nghiệm minh hoạ 
K 
 A 
- + 
Hút khí 
* Cấu tạo 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
+ 
- 
Dây đốt 
 catôt 
Cực điều khiển 
anôt 
Cặp bản 
thẳng đứng 
Cặp bản 
nằm ngang 
Màn huỳnh quang 
4. Ống phóng điện tử 
Là ống chân không , mặt trước là màn huỳnh quang được phủ bằng chất huỳnh quang , phát ra ánh sáng khi bị electron đập vào . 
Chùm electron đi từ catôt sang anôt chui qua lỗ trên anôt được điều khiển bằng cực điều khiển trước khi đập vào màn huỳnh quang . 
* Cấu tạo 
4. Ống phóng điện tử 
* Nguyên lí hoạt động 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
+ 
- 
Dây đốt 
 catôt 
Cực điều khiển 
anôt 
Cặp bản 
thẳng đứng 
Cặp bản 
nằm ngang 
Màn huỳnh quang 
4. Ống phóng điện tử 
Ứng dụng : 
 Là bộ phận chủ yếu của máy thu hình , dao động kí điện tử . 
 	 Hạt tải điện trong chân không là : 
electron tự do 
C. Các electron phát ra từ catốt bị đốt nóng . 
 B. ion dương , ion âm . 
D. Các ion khí còn dư trong chân không . 
CÂU 1 
SAI 
ĐÚNG 
Củng cố bài học : 
Quỹ đạo của êlectron trong tia ca tốt không phải là một đường thẳng . 
Dòng điện trong chân không tuân theo định luật Ôm . 
2. Phát biểu nào sau đây là đúng ? 
A). 
ĐA 
A). 
B). 
C). 
D). 
2 
C). 
B). 
D). 
NEXT C5 
Khi hiệu điện thế đặt vào điốt chân không tăng thì cường độ dòng điện giảm . 
Dòng điện trong điốt chân không chỉ tuân theo một chiều từ anốt đến catốt . 
Củng cố bài học : 
Củng cố bài học : 
3: Chọn phát biểu sai : 
A: Tia catôt làm phát quang tất cả các chất . 
B: Tia catôt truyền thẳng . 
C: Tia catôt bị lệch trong điện trường , từ trường . 
D: Tia catôt mang năng lượng . 
BT về nhà : 
BT SGK/105 
BT 3.8 & 3.9/SBT 
Hết bài