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

 một chiều từ anốt sang catôt . 
b. Bản chất dòng điện trong chân không . 
(K) Khi 
chưa đóng K1 
(K) Khi 
đóng K1 
Catốt Phóng to 
I 
I 
Catốt bị đốt nóng một số e nhận được năng lượng đủ lớn , thực hiện công thoát và bứt ra khỏi bề mặt catốt và chuyển động hổn loạn trong chân không . Đây gọi là hiện tượng “ Bức xạ nhiệt êlectrôn ” 
- 
ĐẢO NGUỒN E 1 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 
A 
mA 
V 
K1 
K2 
1. Dòng điện trong chân không . 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không . 
- Dòng điện trong chân không có chỉ đi theo một chiều từ anốt sang catôt . 
b. Bản chất dòng điện trong chân không . 
I 
I 
Khi đổi cực của nguồn điện lực điện trường có tác dụng kéo các ê lectron về ca tốt và do đó trong mạch không có dòng điện vì vậy dòng điện trong điốt chân không chỉ theo một chiều từ anốt sang catốt . 
- 
KLuận 
Đổi cực 
b. Bản chất dòng điện trong chân không . 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 
A 
mA 
V 
K1 
K2 
1. Dòng điện trong chân không . 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không . 
I 
I 
- 
Kết luận : 
- 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 . 
C1 
- Dòng điện trong chân không có chỉ đi theo một chiều từ anốt sang catôt . 
K1 đóng ; K2 mở , trong mạch có dòng chạy qua 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 . 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K2 
K 
A 
mA 
V 
K1 
E 1 , r 1 
Câu hỏi C1 
Trường hợp này trong chân không vẫn có các êlectron chuyển động hổn loạn nhưng mạch ngoài hở nên mA chỉ 0. 
TL 
C2 
1. Dòng điện trong chân không . 
- Dòng điện trong chân không có chỉ đi theo một chiều từ anốt sang catôt . 
- 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 . 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K2 
K1 
K 
A 
mA 
V 
E 1 , r 1 
Câu hỏi C2 
Ở nhiệt độ bình thường , hầu như không có các êlectron tự do bứt ra khỏi bề mặt kim loại , bởi năng lượng của êlectron ( động năng trung bình của chuyển động nhiệt ) là nhỏ , không đủ để êlectron có thể bứt ra khỏi mặt kim loại . 
TL 
Theo các em ở nhiệt độ bình thường , có thể có các êlectron bứt ra khỏi mặt kim loại không ? Tại sao ? 
1. Dòng điện trong chân không . 
- Dòng điện trong chân không có chỉ đi theo một chiều từ anốt sang catôt . 
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 hãn của điện trường khi đó với giá trị nhỏ ). 
- Cường độ dòng điện bảo hòa phụ thuộc vào : bản chất và nhiệt độ của ca tốt . 
- Khi U < U bh : U tăng thì I tăng . 
- Khi U >= U bh thì khi U tăng , I không tăng nữa và có giá trị lớn nhất I = I bh gọi là cường độ dòng điện bảo 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 bh 
I 
O 
U 
T 
C4 
- Dòng điện trong chân không , không tuân theo định luật Ôm . 
- Cường độ dòng điện bảo 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 
- 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 . 
1. Dòng điện trong chân không . 
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 . 
- 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 . 
1. Dòng điện trong chân không . 
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 bảo 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 
Vì đi ốt chân không chỉ cho dòng điện đi theo một chiều từ A nốt đến Ca tốt nên được dùng để biến đổi dòng xoay chiều thành dòng một chiều ( chỉnh lưu dòng điện xoay chiều ). Trong các sơ đồ điện nó được vẽ như hình bên . 
K 
A 
Giải thích 
- Cường độ dòng điện bảo hòa phụ thuộc vào : bản chất và nhiệt độ của ca tốt . 
Các e vẫn về được đến a nốt do đó vẫn tồn tại dòng điện 
Trả lời câu hỏi C3 . 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 2 
K 1 
K 
A 
mA 
Undo 2 
Cắt E 1 
Đổi cực E 1 
Tăng R để giảm U 
V 
( ) 
Tia catốt phát ra vuông góc với mặt ca tốt . 
Tia catốt mang năng lượng . 
Tia catốt truyền thẳng . 
Nghiên cứu SGK, thảo luận trình bày về tính chất của tia ca tốt . 
- 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 . 
2. Sự phụ thuộc của I vào U. 
- Dòng điện trong chân không , không tuân theo định luật Ôm . 
- I bh phụ thuộc vào : bản chất và nhiệt độ của ca tốt . 
Dòng êlectron do ca tốt phát ra bay trong chân không ( tia ca tốt hay tia âm cực ) 
1. Dòng điện trong chân không . 
3. Tia catốt . 
K 
A 
Các tính chất của tia ca tốt . 
Tia catốt có khã năng đâm xuyên , tác dụng lên kính ảnh và có khả năng ion hóa không khí . 
Tia catốt làm phát quang một số chất . 
Tia ca tốt bị lệch trong điện trường và từ trường . 
Tạo tia catốt 
a). 
b). 
c). 
d). 
e). 
g). 
TN 
B ản chất của tia catot 
Hãy quan sát thí nghiệm sau . 
K 
 A 
- + 
Rút khí 
- P = P kq  Không phóng điện 
 P đủ nhỏ  Phóng điện tự lực ,  có cột sáng A và vùng tối K 
P = 10 -3 mmHg vùng tối chiếm đầy ống  phát tia âm cực ( tia Catôt ), 
 P giảm tiếp  ngừng phóng điện 
- 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 . 
2. Sự phụ thuộc của I vào U. 
1. Dòng điện trong chân không . 
3. Tia catốt . 
K 
A 
Bình thường 
Lực điện 
trên xuống 
Lực điện 
dưới lên 
Lực điện hướng từ trên xuống . 
Lực điện đổi 
chiều liên tục 
4. Ống phóng điện tử 
+ 
- 
K 
A 
Bình thường 
Lực điện 
trên xuống 
Lực điện 
Dưới lên 
Lực điện hướng từ dưới lên . 
Lực điện đổi 
chiều liên tục 
+ 
- 
- 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 . 
2. Sự phụ thuộc của I vào U. 
1. Dòng điện trong chân không . 
3. Tia catốt . 
4. Ống phóng điện tử 
K 
A 
Bình thường 
Lực điện 
trên xuống 
Lực điện 
Dưới lên 
Lực điện đổi 
chiều liên tục 
- 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 . 
2. Sự phụ thuộc của I vào U. 
1. Dòng điện trong chân không . 
3. Tia catốt . 
4. Ống phóng điện tử 
CHÚ Ý 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 
A 
mA 
V 
K1 
K2 
Giải thích câu hỏi C4 
I 
Tăng nguồn E 2 
Cường độ dòng điện được đo bằng điện lượng ( lượng điện tích ) chuyển qua thiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian . 
Khi cường độ dòng điện trong chân không đã đạt giá trị bảo hòa thì điều này cũng có nghĩa là : điện lượng chuyển qua điốt chân không trong một giây bằng điện lượng ( lượng điện tích ) bứt ra ở catốt trong một đơn vị thời gian 
Hay cường độ dòng quang điện bảo hòa được đo bằng điện lượng bứt ra ở ca tốt trong một đơn vị thời gian . 
Mà điện lượng bứt ra ở ca tốt trong một đơn vị thời gian phụ thuộc vào nhiệt độ của catốt 
Nhiệt độ càng cao lượng điện tích bứt ra ở ca tốt càng nhiều . Dòng quang điện bảo hòa càng cao và ngược lại . 
Giải thích hiện tượng 
Undo 2a 
BÀI TẬP CỦNG CỐ 
C1 
C2 
C3 
C5 
C4 
TRẮC NGHIỆM CŨNG CỐ 
C1). Đồ thị nào dưới đây biểu diễn dòng điện trong chân không ? 
I 
O 
U 
I 
O 
U 
I 
O 
U 
I 
O 
U 
A). 
ĐA 
A). 
B). 
C). 
D). 
1 
C). 
B). 
D). 
Số êlectron bật ra khỏi catốt trong một giây tăng lên . 
Số hạt tải điện bị ion hóa tăng . 
C2). Nguyên nhân cường độ dòng điện bảo hòa trong chaankhoong tăng khi nhiệt độ catốt tăng là vì ? 
A). 
ĐA 
A). 
B). 
C). 
D). 
2 
C). 
B). 
D). 
Sức cản của môi trường lên các hạt tải điện giảm đi . 
Số êlectron bật ra khỏi catốt không đổi . 
TRẮC NGHIỆM CŨNG CỐ 
Tia catốt phát ra vuông góc cới mặt catốt . 
Tia catốt có khã năng đâm xuyên qua các lá kim loại mỏng . 
C3). Phát biểu nào sau đây là không đúng ? 
A). 
ĐA 
A). 
B). 
C). 
D). 
3 
C). 
B). 
D). 
NEXT C4 
Tia catốt không bị lệch trong ddienj trường và từ trường . 
Tia catôt có mang năng lượng . 
TRẮC NGHIỆM CŨNG CỐ 
TRẮC NGHIỆM CŨNG CỐ 
Quỹ đạo của êlectron trong tia ca tốt không phải là một đường thẳng . 
Dòng điện trong chân không tuân theo định luật Ôm . 
C4). Phát biểu nào sau đây là đúng ? 
A). 
ĐA 
A). 
B). 
C). 
D). 
4 
C). 
B). 
D). 
NEXT C5 
Khi hiệu điện thế đặt vào điốt chân không tăng thì cường độ dòng điện giảm . 
Dòng điện trong đi ốt chân không chỉ tuân theo một chiều từ anốt đến catốt . 
C5). Cường độ dòng điện bão hòa trong đi ốt chân không bằng 1mA, trong thời gian 1s số êlectron bứt ra khỏi mặt catốt là ? 
A). 
ĐA 
A). 
B). 
C). 
D). 
5 
C). 
B). 
D). 
6,6.10 15 êlectron . 
6,25.10 15 êlectron . 
6,1.10 15 êlectron . 
6,0.10 15 êlectron . 
TRẮC NGHIỆM CŨNG CỐ 
Khi dòng điện trong điốt chân không đạt giá trị bảo hòa thì có bao nhiêu ê lectron bứt ra khỏi ca tốt sẽ chuyển hết về a nốt . Số ê lectron đi từ ca tốt về a nốt trong một giây là : 
TL 
CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VỀ DỰ GiỜ 
Cẩm Xuyên , ngày 16 tháng 11 năm 2007 
12 
6 
3 
9 
12 
6 
3 
9 
STOP