Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 16: Dòng điện trong chân không (Bản đẹp)

Welcome to 
our lesson 
Class: 11A1 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Bài 16: 
I – Dòng điện trong chân không 
III – Tia Catốt. 
II – Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế 
IV - Ống phóng điện tử 
Bài 16: 
I – Dòng điện trong chân không 
 Chân không lí tưởng là một môi trường trong đó không có một phân tử khí nào. Trong thực tế, khi ta làm giảm áp suất chất khí trong ống đến mức (khoảng dưới 0,0001mmHg) để phân tử khí (hạt) có thể chuyển động tự do từ thành nọ đến thành kia của ống mà không va chạm với các phân tử (hạt) khác thì ta nói trong ống là chân không. 
 Nói cách khác đơn giản hơn, chân không là môi trường đã được lấy đi tất cả các phân tử khí. 
Chân không là gì??? 
Dòng Điện Trong Chân Không 
1. Thí nghiệm dòng điện trong chân không 
Đoán xem chân không có dẫn điện không? 
K1 
K2 
R 
Dụng cụ thí nghiệm: 
Nguồn điện E 1 và E 2 
Điôt chân không 
Điện kế. 
Khoá K1 & K2 
Biến trở R 
R 
G 
K 
A 
Bài 16: 
I – Dòng điện trong chân không 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Đóng K1 và K2 : A nối với (+) và K nối với ( - ) 
Hiện tượng: Kim điện kế bị lệch. 
Nhận xét: Khi có điện trường 
ngoài, các e chuyển động về 
phía anôt 
=>Có dòng điện trong chân không. 
R 
R 
K 
A 
K 1 
G 
K2 
Bài 16: 
I – Dòng điện trong chân không 
1. Thí nghiệm dòng điện trong chân không 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Đóng K1 và K2: A nối với (-), K nối với (+) 
Hiện tượng: Kim điện kế không bị lệch 
Nhận xét: Khi có điện trường ngoài 
 lực điện trường có tác dụng đẩy e 
 trở lại catot 
=>Không có dòng 
điện trong chân không 
R 
R 
K 
A 
K 1 
G 
K2 
Bài 16: 
I – Dòng điện trong chân không 
1. Thí nghiệm dòng điện trong chân không 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Hạt tải điện của dòng điện trong chân không chính là các electron bứt ra từ catôt bị nung nóng. 
Khi catôt kim loại bị nung nóng, các electron tự do trong kim loại nhận được năng lượng cần thiết để có thể bứt ra khỏi mặt catôt (sự phát xạ nhiệt electron). Khi đó, trong ống chân không có các electron tự do chuyển động hỗn loạn. 
Khi m ắc anôt vào cực dương, còn catôt vào cực âm, thì do tác dụng của lực điện trường, các electron dịch chuyển từ catôt sang anôt tạo ra dòng điện 
→D òng điện trong điôt chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các electron bứt ra từ cactôt bị nung nóng dưới tác dụng của lực điện trường. 
Bài 16: 
I – Dòng điện trong chân không 
2. Bản chất dòng điện trong chân không 
Dòng Điện Trong Chân Không 
 Khi mắc A vào cực (-) và K vào cực (+) thì lực điện trường  có tác dụng đẩy electron trở lại  catôt, do đó trong mạch  không có dòng điện 
→ Vậy dòng điện chạy trong điốt chân không chỉ theo một chiều từ anốt đến catốt 
Bài 16: 
I – Dòng điện trong chân không 
2. Bản chất dòng điện trong chân không 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Đặc tuyến vôn – ampe không 
là đường thẳng 
=>Dòng điện trong chân không không tuân theo 
định luật Ôm 
Bài 16: 
II – Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế 
Dòng Điện Trong Chân Không 
1.Khảo sát 
Khi U<0 
Khi bứt ra khỏi catôt, một số e có động năng lớn có thể chuyển động ngược chiều điện trường về anốt tạo thành dòng điện. Số e này không nhiều nên dòng điện trong TH này là khá nhỏ. 
R 
R 
K 
A 
K 1 
G 
K2 
Bài 16: 
II – Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế 
Dòng Điện Trong Chân Không 
1.Khảo sát 
Khi U < U b : U tăng thì I tăng. 
R 
R 
K 
A 
K 1 
G 
Bài 16: 
II – Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế 
Dòng Điện Trong Chân Không 
1.Khảo sát 
R 
R 
K 
A 
K 1 
G 
K2 
Khi U ≥ U b : U tăng I không tăng và có giá trị I = I bh (gọi là cường độ dòng điện bão hoà) . Nhiệt độ catôt càng cao thì I bh càng lớn.  
Bài 16: 
II – Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế 
Dòng Điện Trong Chân Không 
1.Khảo sát 
Điôt chân không có ứng dụng gì trong kĩ thuật??? 
2. Ứng dụng của điôt chân không 
 Do có tính dẫn điện theo 1 chiều nên điôt chân không dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều (chỉnh lưu dòng điện xoay chiều) 
Bài 16: 
II – Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Bài 16: 
III – Tia Catốt. 
1.Khái niệm 
Thí nghiệm 
 Điôt chân không có dạng ống thuỷ 
tinh dài và trên Acó 1 lỗ nhỏ O 
Dòng Điện Trong Chân Không 
=> Khái niệm 
 Tia catôt là dòng các êlectron do catôt phát ra và bay trong chân không. 
 Nhận xét 
 Ở sau lỗ có dòng các êlectron do catôt phát ra 
và bay trong chân không 
Vậy tia catôt có những tính chất gì??? 
2. Tính chất 
Tia catôt truyền thẳng 
Bài 16: 
III – Tia Catốt. 
Dòng Điện Trong Chân Không 
 Tia catôt làm phát quang một số chất khi đập vào chúng 
Bài 16: 
III – Tia Catốt. 
2. Tính chất 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Thí nghiệm minh hoạ 
K 
 A 
- + 
Bài 16: 
III – Tia Catốt. 
2. Tính chất 
Dòng Điện Trong Chân Không 
=> Tia ca tốt bị lệch trong điện trường, từ trường 
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 
- + 
Bài 16: 
III – Tia Catốt. 
2. Tính chất 
Dòng Điện Trong Chân Không 
 Tia catôt phát ra vuông góc với mặt catôt, gặp vật cản bị chặn lại và làm vật đó tích điện âm 
K 
 A 
- + 
- 
- 
Bài 16: 
III – Tia Catốt. 
2. Tính chất 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Tia catôt có thể đâm xuyên các lá kim loại mỏng, tác dụng lên kính ảnh và ion hoá không khí 
Bài 16: 
III – Tia Catốt. 
b) Tính chất 
Dòng Điện Trong Chân Không 
1. Tia catôt truyền thẳng 
2.Tia catôt làm phát quang một số chất khi đập vào chúng 
3.Làm đen phim ảnh, huỳnh quang tinh thể, phát tia X, làm nóng vật, tác dụng lực lên vật 
4.Tia catôt phát ra vuông góc với mặt catôt, gặp vật cản bị chặn lại và làm vật đó tích điện âm 
5.Tia catôt có thể đâm xuyên các lá kim loại mỏng, tác dụng lên kính ảnh và ion hoá không khí 
Bài 16: 
III – Tia Catốt. 
b) Tính chất 
Dòng Điện Trong Chân Không 
6. Tia catốt bị lệch trong từ trường, điện trường. 
IV - Ống phóng điện tử 
Đặc điểm: 
 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. 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Ứng dụng: 
 Là bộ phận chủ yếu của máy thu hình, dao động kí điện tử. 
Ống phóng điện tử là một ứng dụng quan trọng của tia catôt. 
1.Cấu tạo 
IV - Ống phóng điện tử 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
2. Nguyên lí hoạt động 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
+ 
- 
IV - Ống phóng điện tử 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Củng cố bài học : 
Câu 1: Chọn phát biểu đúng: 
A: Dòng điện trong chân không tuân theo định luật Ôm. 
B: Khi hiệu điện thế đặt vào điôt chân không tăng lên thì cường độ dòng điện tăng. 
C: Dòng điện chạy trong điôt chân không chỉ theo một chiều từ anôt đến catôt. 
D: Quỹ đạo của electron trong tia catôt không phải là một đường thẳng. 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Câu 2: 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. 
Củng cố bài học : 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Câu 3. Dòng điện trong chân không sinh ra do chuyển động của: 
A. Các electron phát ra từ catốt. 
B. Các electron mà ta đưa từ bên ngoài vào giữa các điện cực đặt trong chân không. 
C. Các electron phát ra từ anốt bị đốt nóng đỏ. 
D. Các ion khí còn dư trong chân không. 
Củng cố bài học : 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Câu 4. Người ta kết luận tia catốt là dòng hạt điện tích âm vì 
A. Nó có mang năng lượng. 
B. Khi rọi vào vật nào, nó làm cho vật đó tích điện âm. 
C. Nó bị điện trường làm lệch hướng. 
D. Nó làm huỳnh quang thủy tinh. 
Củng cố bài học : 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Câu 5 . Catốt của một điốt chân không có diện tích mặt ngoài S = 10mm 2 . . Dòng bão hòa I bh = 10mA. Tính số electron phát xạ từ một đơn vị diện tích của catốt trong một giây. 
Giải 
Điện lượng chạy qua mặt ngoài của catốt trong một giây là Q = It = 10 -2 C. 
Số electron phat ra từ catốt trong một giây: 
Số electron phat ra từ một đơn vị điện tích của catốt trong 1 giây: 
Củng cố bài học : 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Câu 6. Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một sung electron là 2500 V. Tính tốc độ của electron mà súng phát ra. Cho biết khối lượng của electron là 9,11.10 -31 kg. 
Giải 
Năng lượng electron nhận được dưới dạng động năng: 
Từ 
Củng cố bài học : 
Bài 16: 
Dòng Điện Trong Chân Không 
Thank you for 
 lisening to our lesson 
Goodbye!!!