Câu 1 trang 93 SGK Vật lí 11. Mô tả thí nghiệm phát hiện và đo dòng điện qua chất khí và cách đưa hạt tải điện vào trong chất khí. A, B là hai bản cực kim loại, £ là nguồn điện có suất điện động khoảng vài chục vôn, G là một điện kế nhạy, V là vôn kế, D là ngọn đèn ga dùng để làm nóng không khí giữa hai bản cực. Chỉnh con chạy của biến trở R đế vôn kế chỉ một giá trị nào đấy và khảo sát giá trị của điện kế G. Trong thí nghiệm trên, cách đưa hạt tải điện vào trong chất khí thực chất là việc nung nóng chất khí bằng đèn ga để các phân tử khí bị iôn hóa tạo thành các iôn dương và êlectron tự do. Câu 2 trang 93 SGK Vật lí 11. Trình bày hiện tượng nhân số hạt tải điện trong quá trình phóng điện qua chất khí. Qúa trình nhân hạt tải điện trong quá trình phóng điện qua chất khí diễn ra như sau: Những hạt tải điện đầu tiên có trong chất khí là êlectron và các iôn dương do tác nhân iôn hóa sinh ra. Electron có kích thước nhỏ hơn iôn dương nên đi được quãng đường dài hơn iôn dương trước khi va chạm với một phân tử khí. Năng lượng mà êlectron nhận được từ điện trường ngoài trong quãng đường bay tự do lớn hơn năng lượng mà ion nhận được khoảng 5 đến 6 lần. Khi điện trường đủ lớn, động năng của êlectron cũng đủ lớn để khi va chạm với phân tử trung hòa thì iôn hoá nó, biến nó thành êlectron tự do và iôn dương. Quá trình diễn ra theo kiểu thác lũ làm mật độ hạt tải điện tăng mạnh cho đến khi êlectron đến anốt. Câu 3 trang 93 SGK Vật lí 11. Trình bày nguyên nhân gây ra hồ quang điện và tia lửa điện. - Nguyên nhân gây ra hồ quang điện: Do phát xạ nhiệt êlectron từ catôt bị đốt nóng và quá trình nhân số hạt tải điện. - Nguyên nhân gây ra tia lửa điện: Do quá trình iôn hóa chất khí và quá trình nhân hạt tải điện. Câu 4 trang 93 SGK Vật lý 11. Vì sao dòng điện trong hồ quang điện lại chủ yếu là dòng electron chạy từ catot đến anot? Trả lời: Dòng điện trong hồ quang điện được tạo ra do quá trình phóng điện tự lực được hình thành khi dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catot để nó phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử. Vì vậy dòng điện trong hồ quang điện chủ yếu là dòng electron chạy từ catot đến anot. Câu 5 trang 93 SGK Vật lí 12. Trình bày thao tác hàn điện và giải thích vì sao phải làm thế? Để hàn điện, người ta dùng máy hàn gồm một nguồn điện tạo hiệu điện thế khoảng vài chục vôn và điện trở trong rất nhỏ để có thê tạo ra dòng điện lớn (hàng trăm ampe). Một cực của nguồn điện nối với vật cần hàn, cực kia nối với que hàn. Thao tác khi hàn điện:thoạt đầu, chạm que hàn vào vật cần hàn để mạch điện được nối, điểm tiếp xúc giữa que hàn và vật cần hàn nóng đỏ, sau đó nhấc que hàn ra. Khi que hàn vừa rời khỏi vật cần hàn, dòng điện bị ngắt đột ngột, suất điện động tự cảm tạo ra sẽ rất lớn, tạo ra tia lửa điện làm phát sinh hồ quang điện. Khi đó hồ quang điện làm nóng chảy que hàn vào chỗ cần hàn. Bài 6 trang 93 sgk vật lí 11. Dòng điện trong chất khí chỉ có thể là dòng chuyển dời có hướng của A. Các êlectron mà ta đưa vào trong chất khí B. Các ion mà ta đưa từ bên ngoài vào trong chất khí C. Các êlectron và ionmà ta đưa từ bên ngoài vào trong chất khí D. Các êlectron và ion được tạo ra trong chất khí hoặc đưa từ bên ngoài vào trong chất khí Hướng dẫn giải: Chọn D, các êlectron và ion sinh ra trong chất khí hoặc đưa từ bên ngoài vào trong trong chất khí Bài 7 trang 93 sgk vật lí 11. Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực của chất khí, hình thành do A. Phân tử khí bị điện trường mạnh làm ion hoá. B. Catôt bị nung nóng phát ra êlectron C. Quá trình nhân số hạt tải điện kiểu thác lũ trong chất khí D. Chất khí bị tác dụng của các tác nhân ion hoá. Hướng dẫn giải: Chọn B Bài 8 trang 93 sgk vật lí 11. Từ bảng 15.1 các em hãy ước tính: a) Hiệu điện thế đã sinh ra tia sét giữa đám mây cao 200 m và một ngọn cây 10m b) Hiệu điện thế tối thiểu giữa hai cực của bugi xe máy khi xe chạy bình thường c) Đứng cách xa đường dây điện 120kV bao nhiêu thì bắt đầu có nguy cơ bị điện giật, mặc dù ta không chạm vào dây điện Hướng dẫn giải: a) Ngọn cây xem như mũi nhọn, nếu xem đám mây là mặt phẳng thì hiệu điện thế để có tia sét vào cỡ trung bình cộng của hai giá trị tương ứng với trường hợp hai mũi nhọn và trường hợp hai mặt phẳng ở cách 190 m. Ta có: U1 (trường hợp hai mũi nhọn) = \( \frac{300 000.190}{6}\) = 9,5.106 V U2 (trường hợp hai mặt phẳng) = \( \frac{300 000.190}{1,14}\) = 5.107 V b) Khi thử xem bộ điện của xe máy có tốt không, người thợ thường cho phóng điện từ dây điện (mũi nhọn) - ra vỏ máy (mặt phẳng). Tia lửa điện dài khoảng 5mm là được U1 (trường hợp hai mũi nhọn) = \( \frac{20000.15}{155}\) = 645 V U2 (trường hợp hai mặt phẳng) = \( \frac{20000.5}{61}\) = 1640 V Đáp số U vào khoảng 1000 V c) Trường hợp dây cao thế 120 kV, hiệu điện thế lớn nhất có thể đến 120√2 = 170 kV. Vì đây là tiêu chuẩn an toàn nên lấy trường hợp hai cực đều là mũi nhọn U = U1 => d = \( \frac{4,1.170000}{200000}\) ≈ 3,5m Bài 9 trang 93 sgk vật lí 11. Cho phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp, giữa hai điện cực cách nhau 20 cm. Quãng đường bay tự do của êlectron là 4 cm. Cho rằng năng lượng mà êlectron nhận được trên quãng đường bay tự do đủ để ion hoá chất khí, hãy tính xem một êlectron đưa vào trong chất khí có thể sinh ra tối đa bao nhiêu hạt tải điện Vì giữa hai điện cực cách nhau 20cm, quãng đường bay tự do của các êlectron là 4cm nên sẽ có 5 lần số lần iôn hóa. Khi êlectron va chạm với phân tử khí thì 1 êlectron sẽ làm cho phân tử khí tạo ra 1 iôn dương và 1 êlectron tự do. Ở lần va chạm thứ hai, 2 êlectron va chạm với 2 phân tử khí tạo ra 2 iôn dương và 2 êlectron tự do. ở lần va chạm thứ năm số êlectron tự do tạo thành là 2^5 = 32. Vậy số hạt êlectron được tạo ra do iôn hóa là n = 32 - 1 = 31. Số hạt tải điện (bao gồm êlectron và iôn dương) tạo thành do iôn hóa là 2n = 62 hạt.
