Bài 21: Dòng điện trong chân không - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao
Câu c1 (trang 102 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Nếu ban đầu chưa nối điện cực K với nguồn ℰ1, thì khi đóng K1, số chỉ của G bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Nếu ban đầu chưa nối điện cực K với nguồn ℰ1, thì khi đóng K1 thì điôt bị đốt nóng, kết quả có các êlectron phát xạ nhiệt từ catôt K, các êlectron này chuyển động hỗn loạn trong không gian của điôt, và do đó có một số êlectron đi vào cực A tạo thành 1 dòng điện nhỏ, ta thấy kim điện kế chỉ bị lệch chút ít. Vì vậy, số chỉ của điện kế rất nhỏ, gần bằng 0.
Câu c2 (trang 102 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Theo dự đoán của bạn, ở nhiệt độ bình thường, có thể có các electron tự do bứt ra khỏi mặt kim loại không? Vì sao?
Hướng dẫn giải:Ở nhiệt độ thường, khó có thể có các electron tự do bứt ra khỏi mặt kim loại bởi vì động năng chuyển động nhiệt của các electron Wđ rất nhỏ hơn công thoát A của electron khỏi bề mặt kim loại.
Nếu có thì chỉ có một số rất ít electron do sự thăng giáng nhiệt nên có động năng khá lớn có thể thoát khỏi bề mặt kim loại
Câu c3 (trang 103 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Đồ thị ở hình 21.2 cho thấy: tuy U < 0 nhưng nếu |U| nhỏ thì vẫn có thể có I ≠ 0. Theo bạn, tại sao lại như vậy?
Hướng dẫn giải:
Đồ thị ở hình 21.2 cho thấy: Tuy U < 0 nhưng nếu |U| nhỏ thì vẫn có thể có I ≠ 0 là vì trong ống chân không vẫn có một số rất ít các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn, một số electron có động năng đủ lớn nên có thể thắng công cản của lực điện trường và di chuyển từ catot về anot tạo thành dòng điện.
Câu c4 (trang 103 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Vì sao giá trị của Ibh tăng khi nhiệt độ của catot tăng.
Hướng dẫn giải:Khi nhiệt độ catot tăng, số lượng các electron tự do trong catot sẽ bứt ra khỏi bề mặt catot tăng lên và tham gia vào quá trình dẫn điện, nên cường độ dòng điện bão hòa tăng theo.
Câu 1 (trang 105 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu cách tạo dòng điện trong chân không, bản chất dòng điện trong chân không và đặc điểm về chiều dòng điện này.
Hướng dẫn giải:Chân không là môi trường đã được lấy đi các phân tử khí. Nó không chứa các hạt tải điện nên không dẫn điện.
Để chân không dẫn điện ta phải đưa các electron vào trong đó. Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron được đưa vào trong khoảng chân không đó bằng cách đốt nóng điện cực.
Câu 2 (trang 105 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Tia catot là gì? Nêu tính chất của tia catôt.
Hướng dẫn giải:Tia catot là một dòng các electron có năng lượng lớn bay tự do trong không gian. Có thể tạo ra tia catot bằng cách phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp hay dùng điot chân không…
Tính chất:
+ Tia catot truyền thẳng và bị lệch (bẻ cong) trong từ trường, điện trường.
+ Tia catot mang năng lượng có khả năng đâm xuyên.
+ Tia catot có thể làm phát quang một số chất và làm ion không khí.
Câu 3 (trang 105 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của ống phóng điện tử.
Hướng dẫn giải:Xem SGK trang 104
Bài 1 (trang 105 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn phát biểu đúng
A. Dòng điện trong chân không tuân theo định luật Ôm
B. Khi hiệu điện thế đặt vào điot chân không tăng lên thì cường độ dòng điện tăng
C. Dòng điện chạy trong điot chân không chỉ theo một chiều từ anot đến catot
D. Quỹ đạo của electron trong tia catot không phải là một đường thẳng
Hướng dẫn giải:Đáp án đúng là: C
Dòng điện chạy trong điot chân không chỉ theo một chiều từ anot đến catot
Bài 2 (trang 105 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn đáp số đúng
Nếu cường độ dòng điện bão hòa trong điot chân không bằng 1 mA thì trong thời gian 1s số electron bứt ra khỏi mặt catot là:
A. 6,15.1015 electron
B. 6,15.1018 electron
C. 6,25.1015 electron
D. 6,25.1018 electron
Hướng dẫn giải:Đáp án đúng là: C
Giải thích:
Số electron bứt ra khỏi mặt catot trong thời gian t là:
Số electron bứt ra khỏi mặt catot trong thời gian t = 1s là: