Bài 15: Dòng điện trong chất khí

   + Nguyên nhân gây ra tia lửa điện là do sự ion hóa chất khí do va chạm (vì điện trường mạnh) và sự ion hóa chất khí do tác dụng của các bức xạ phát ra trong tia lửa điện.

   + Nguyên nhân gây ra hồ quang điện là do hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử và sự bật các electron ra khỏi catôt khi các ion dương có năng lượng lớn đập vào.

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.

Muốn hàn điện, ban đầu người thợ hàn phải chạm que hàn vào vật cần hàn, khi đó mạch điện bị nối tắt, dòng điện trong mạch rất lớn làm cho điểm tiếp xúc nóng đỏ. Khi tách que hàn khỏi vật cần hàn một khoảng ngắn, dòng điện bị ngắt đột ngột, trong đó không khí lúc này xảy ra sự phóng điện giữa que hàn và vật hàn, đó là nguyên nhân gây ra hồ quang điện. Nhiệt độ của que hàn sẽ rất cao làm que hàn nóng chảy vào chỗ cần hàn và hàn kín nó lại.

Dòng điện trong chất khí chỉ có thể là dòng chuyển động có hướng của các electron và ion trong chất khí hoặc đưa từ bên ngoài vào trong chất khí.

Đáp án: D

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực của chất khí, hình thành do catot bị nung nóng phát ra electron.

Đáp án: B

Quan sát bảng số liệu ta thấy ở khoảng cách d = 600mm = 0,6m thì hiệu điện thế là: U = 300000 V

→ E = U/d = 300000/0,6 = 500000V/m

Khoảng cách giữa đám mây cao 200m và một ngọn cây cao 10m.

d1 = 200 – 10 = 190 m

⇒ Hiệu điện thế đã sinh ra tia sét giữa dám mây và ngọn cây là:

U1 = E.d1 = 500000. 190 = 0,95.108 V/m

Từ bảng số liệu ta thấy ở khoảng cách d = 6,1mm = 0,0061m thì hiệu điện thế là: U = 20000 V

→ E = U/d = 20000/0,0061 = 3,3.106 V/m

Khoảng cách giữa hai cực của bugi xe máy khoảng d2 ≤ 1mm

⇒ Hiệu điện thế tối thiểu giữa hai cực của bugi xe máy khi xe chạy bình thường: U2 = E.d2 = 3,3.106.1.10-3 = 3300 V

Từ bảng số liệu ta thấy ở khoảng cách d = 410 mm = 0,41m thì hiệu điện thế là: U = 200000 V

→ E = U/d = 200000/0,41 = 487800 V/m

Khoảng cách từ đường dây điện U3 = 120kV tới chỗ đứng có nguy cơ bị điện giật là:

Dựa vào hiệu ứng tuyết lở để giải thích: Từ hình 15.5 SGK ta thấy:

Ban đầu có 1electron, dưới tác dụng của điện trường sinh ra giữa hai điện cực electron sẽ bay từ điện cực âm về điện cực dương.

Cứ sau mỗi khoảng bay một quãng đường bằng quãng đường bay tự do trung bình λ = 4 cm thì mỗi electron có thể ion hóa các phần tử khí và sinh thêm được 1 electron. Vậy số electron có ở các khoảng cách điều điện cực 4n (với n = 1,2,3,..) lần lượt là:

• n = 1 → l = 4cm: có 2 electron → số electron sinh thêm là: 2 – 1 = 1 hạt

• n = 2 → l = 8cm: có 4 electron → số electron sinh thêm là: 4 – 2 = 2 hạt

• n = 3 → l = 12cm: có 8 electron → số electron sinh thêm là: 8 – 4 = 4 hạt

• n = 4 → l = 16cm: có 16 electron → số electron sinh thêm là: 16 – 8 = 8 hạt

• n = 5 → l = 20cm: có 32 electron → số electron sinh thêm là: 32 – 16 = 16 hạt

Vậy tổng số electron sinh ra từ 1 electron ban đầu khi bay từ cực âm đến cực đương là: N1 = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31 hạt

Tương ứng với mỗi electron sinh ra xuất hiện thêm một ion dương.

Vậy tổng số hạt sinh ra từ 1 electron ban đầu khi bay từ cực âm đến cực dương là: N = 2.N1 = 62 hạt

Đáp số: N = 62 hạt