Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 15: Dòng điện trong chất khí - Nguyễn Hữu Nghĩa

TRƯỜNG THPT LỤC NGẠN 4 
Giáo viên : Nguyễn Hữu Nghĩa 
Kiểm tra bài cũ 
1.Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của 
A .Ion dương và ion âm ngược chiều điện trường . 
B .Ion dương và ion âm theo chiều điện trường . 
C .Ion dương cùng chiều và ion âm ngược chiều điện trường . 
D .Ion dương ngược chiều và ion âm cùng chiều điện trường . 
Kiểm tra bài cũ 
2.Anion là phần nào của phân tử ? 
A .Gốc axit và nhóm OH ngược chiều điện trường . 
B .Gốc axit theo chiều điện trường . 
C . Nhóm OH ngược chiều điện trường . 
D .Gốc axit ngược chiều và nhóm OH cùng chiều điện trường . 
3.Dòng điện trong chất điện phân khác dòng điện trong kim loại như thế nào ? 
- Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion âm và ion dương chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau . 
- Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường . 
Kiểm tra bài cũ 
Bài giảng : 
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
Chất khí có dẫn điện không ? 
Nếu căn cứ vào thực tế đời sống(mạng điện sinh hoạt gia đình , nhà máy điện .)=> chất khí không dẫn điện . 
Dựa vào một số hiện tượng : tia lửa điện,hồ quang ..=> chất khí dẫn điện . 
Vì sao nói chất khí là môi trường cách điện ? 
I. Chất khí là môi trường cách điện : 
Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa . 
=> chất khí không có hạt tải điện . 
C1.Nếu không khí dẫn điện thì : 
- Mạng điện trong gia đình có an toàn không ? 
-Ô tô , xe máy có chạy được không ? 
- Các nhà máy điện sẽ ra sao ? 
- Nguyên nhân làm suy giảm điện tích của điện nghiệm là gì ? 
=> điện đã truyền qua không khí ở điều kiện thường đến các vật khác . 
V 
G 
R 
A 
B 
E 
Đ 
*V: Vôn kế . 
*A,B: hai bản cực kim loại . 
*E: nguồn điện có sđđ vài chục vôn . 
*G: điện kế nhạy . 
*Đ: ngọn đèn ga . 
*R: biến trơ.û 
II.Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện 
 thường : 
 Thí nghiệm 1: 
V 
G 
R 
A 
B 
E 
Đ 
Ngọn lửa ga và bức xạ đèn thủy ngân có tác dụng gì đối với chất khí ? 
 Ở điều kiện bình thường,chất khí hầu như không dẫn điện , trong chất khí có sẵn rất ít hạt tải điện . 
 Khi bị đốt nóng,mật độ hạt tải điện trong chất khí tăng,chất khí trở nên dẫn điện . 
Kết quả thí nghiệm : 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
 Thí nghiệm 2: 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
 Thí nghiệm 2: 
C2.Vì sao ngay từ lúc chưa đốt đèn ga hoặc chiếu đèn thủy ngân , chất khí cũng dẫn điện ít nhiều ? 
- Vì không khí bị các tác nhân ion hóa như tia vũ trụ , tia tử ngoại trong bức xạ của Mặt trời .... chiếu vào . 
Điều kiện 1 
Điều kiện 2 
Có các hạt tải điện tự do 
Đặt trong một điện trường 
Điều kiện để có dòng điện : 
III.Bản chất dòng điện trong chất khí 
Hạt mang điện tự do 
trong kim loại là 
 ELECTRON TỰ DO 
Kiến thức cũ : 
Có sẵn trong môi trường 
Hạt tải điện tự do 
trong chất điện phân là 
ION (+) và ION(-) 
Hạt tải điện tự do 
trong kim loại là 
 ELECTRON TỰ DO 
III.Bản chất dòng điện trong chất khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
E 
Điều kiện để có 
dòng điện : 
 ĐK1: Hạt tải điện tự do 
 ĐK2: Điện trường 
III.Bản chất dòng điện trong chất khí 
Có rất ít ( có thể bỏ qua ). 
Ở điều kiện bình thường, chất khí có các hạt tải điện hay không ? 
Ở điều kiện bình thường chất khí gồm những nguyên tử , phân tử trung hoà về điện nên được xem là chất điện môi . 
III.Bản chất dòng điện trong chất khí 
Xét cấu trúc nguyên tử : hạt nhân mang điện tích dương và các e mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân 
Làm thế nào để tạo ra các hạt tải điện trong chất khí ? 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự ion hóa chất khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự ion hóa chất khí 
- 
- 
- 
- 
 Khi đốt nóng chất khí hoặc dùng các bức xạ , 
một số nguyên tử , phân tử khí mất bớt electron 
và trở thành ion dương . 
Hiện tượng này gọi là sự ion hóa chất khí . 
 Những tác động bên ngoài gây nên sự ion hóa chất khí gọi là tác nhân ion hóa 
 Một số electron được tạo thành có thể kết hợp với nguyên tử , phân tử trung hòa 
thành ion âm . 
III.Bản chất dòng điện trong chất khí 
1) Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa : 
Chất khí gồm các hạt tải điện nào ? 
Bản chất dòng điện trong chất khí là gì ? 
Vậy : Hạt tải điện trong chất khí là 
ION DƯƠNG, ION ÂM và ELECTRON 
 Khi đốt nóng chất khí  
 Những tác động bên ngoài . 
 Một số electron được tạo thành  
III.Bản chất dòng điện trong chất khí 
1) Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa : 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
E 
+ 
- 
+ 
- 
Vậy : 
 Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dịch có hướng của các ION DƯƠNG theo chiều điện trường và các ION ÂM, ELECTRON ngược chiều điện trường.Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh ra . 
III.Bản chất dòng điện trong chất khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự tái hợp 
- 
- 
- 
- 
Quá trình dẫn điện không tự lực là gì ? 
Nó tồn tại và biến mất khi nào ? 
2.Quá trình dẫn điện không  tự lực của chất khí : 
Quá trình dẫn điện của chất khí xảy ra khi ta dùng các tác nhân ion hóa từ bên ngoài để tạo ra hạt tải điện trong chất khí . 
Nó chỉ tồn tại khi ta tạo ra hạt tải điện trong khối khí ở giữa hai bản cực và biến mất khi ta ngừng việc tạo ra hạt tải điện . 
- Khi hiệu điện thế quá lớn , làm cho điện trở chất khí giảm , mật độ hạt tải điện tăng . 
U(V) 
I(A ) 
 O 
I bh 
U đủ lớn 
b 
a 
c 
U nhỏ 
U quá lớn 
U 1 
U 2 
I> I bh 
=> hiện tượng nhân số hạt tải điện . 
- Đoạn Oa:U nhỏ , dòng điện I tăng theo U. 
- Đoạn ab:U đủ lớn , dòng điện đạt I bh 
- Đoạn bc:Uquá lớn:I tăng nhanh khi U tăng . 
2.Quá trình dẫn điện không  tự lực của chất khí : 
Quá trình dẫn điện của chất khí xảy ra khi .. 
Nó chỉ tồn tại khi . 
Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí không tuân theo định luật Ôm . 
C3.Trong quá trình dẫn điện không tự lực của khí , khi nào dòng điện đạt giá trị bão hòa ? 
- Khi mọi electron và ion khí do tác nhân ion hóa sinh ra đều đến được điện cực , không bị tái hợp dọc đường và không có quá trình nhân số hạt tải điện . 
Hiện tượng nhân số hạt tải điện là gì ? Giải thích về hiện tượng đó ? 
3.Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực : 
- Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dòng điện chạy qua gây ra gọi là hiện tượng nhân số hạt tải điện . 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
_ 
+ 
E 
+ 
3.Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực : 
- Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dòng điện chạy qua gây ra gọi là hiện tượng nhân số hạt tải điện . 
- Nguyên nhân:do các ion và e trong điện trường được tăng tốc và va chạm vào các phân tử khí trung hòa và chúng bị ion hóa , quá trình diễn ra liên tiếp làm cho mật độ hạt tải điện tăng lên rất lớn,dòng điện qua chất khí tăng . 
C4.Khi có quá trình nhân số hạt tải điện thì cường độ điện trường tại các điểm khác nhau ở giữa hai bản cực có giống nhau hay không?Vì sao ? 
- Không , vì mật độ hạt tải ở các điểm khác nhau là không giống nhau . 
* Các kiến thức cần nắm : 
* Chất khí vốn không dẫn điện,chất khí chỉ dẫn điện khi có hạt tải điện(e,ion ) 
* Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của electron và các ion trong điện trường . 
* Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí xảy ra khi ta phải dùng các tác nhân ion hóa để tạo ra hạt tải điện trong chất khí . 
* Khi dùng nguồn điện áp lớn để tạo ra sự phóng điện qua chất khí , ta thấy có hiện tượng nhân số hạt tải điện . 
Phiếu học tập : 
1.Không khí ở điều kiện thường không dẫn điện vì 
A.các phân tử chất khí không thể chuyển động thành dòng . 
B.các phân tử chất khí có khoảng cách giữa các phân tử rất lớn . 
C.các phân tử chất khí luôn chuyển động hỗn độn không ngừng . 
D.các phân tử chất khí luôn trung hoà về điện , trong chất khí không có hạt tải điện . 
2.Khi đốt nóng chất khí , nó trở nên dẫn điện vì 
A.vận tốc giữa các phân tử chất khí tăng . 
 B.khoảng cách giữa các phân tử chất khí tăng . 
 C.các phân tử chất khí bị ion hóa thành các hạt mang điện tự do. 
 D.chất khí chuyển động thành dòng có hướng . 
Phiếu học tập : 
3.Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của 
 A.các ion dương . 
 B.các ion âm . 
 C.ion dương và ion âm . 
 D.ion dương , ion âm và electron tự do. 
4.Nguyên nhân của hiện tượng nhân số hạt tải điện 
A.do tác nhân bên ngoài . 
B.do số hạt tải điện rất ít ban đầu được tăng tốc trong điện trường va chạm vào các phân tử chất khí làm ion hóa chất khí . 
C.lực điện trường bứt electron khỏi nguyên tử . 
D.nguyên tử tự suy yếu liên kết và tách thành electron tự do và ion dương . 
Giao nhiêäm vụ vềà nhàø : 
Học bài . 
Soạn tiếp bài . 
Trả lời câu hỏi 1,2,6 SGK.