Giáo án môn Vật lý 11 - Bài 22: Dòng điện trong chất khí

Tiết 32
 Bài 22. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
MỤC TIÊU
- 	Hiểu bản chất dòng điện trong chất khí và mô tả được sự phụ thuộc của dòng điện vào hdt.
-	Mô tả được cấu tạo tia lửa điện và nêu được vắn tắt nguyên nhân hình thành tia lửa điện.
-	Mô tả được cách tạo hồ quang điện, nêu được các đặc điểm chính và các ứng dụng chính của hồ quang điện.
-	Mô tả được quá trình phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp và sự tạo thành tia catot.
CHUẨN BỊ
Giáo viên:
-	Thí nghiệm dòng điện trong chất khí; tia lửa điện; hồ quang điện; dòng điện dưới áp suất thấp.
-	Một số hình vẽ trong SGK đã phóng to.
Học sinh: 
-	Ôn lại kiến thức về chuyển động của các phân tử khí (Xem SGK vật lý 10)
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Nội dung
Hoạt động 1. Kiểm tra bài cũ
Trả lời
Nêu câu hỏi
Câu hỏi 1, 2. Nêu tính chất của tia catot
Hoạt động 2. Thực hiện TN về sự phóng điện trong chất khí
- Quan sát.
- Suy nghĩ phân tích hiện tượng
- Trình bày nhận xét
- Nhận xét bạn trình bày
Làm thí nghiệm.
YC HS quan sát và đưa ra nhận xét.
Nêu kết luận
1. Sự phóng điện trong chất khí
a. TN
b. Kết quả
Ở điều kiện bình hường chất khí là điện môi.
Khi bị đốt nóng, không khí dẫn điện.
Hoạt động 3. Tìm hiểu bản chất dòng điện trong chất khí
Thảo luận về bản chất dòng điện trong chất khí
Tìm hiểu bản chất dòng điện trong chất khí
Trả lời các câu hỏi
Trình bày bản chất dòng điện trog chất khí
Nhận xét bạn trình bày
Yêu cầu HS đọc phần 2. HD HS trả lời các câu hỏi?
Tại sao ở điều kiện bình thường chất khí là điện môi?
Sự ion hóa chất khí là gì?
Tác nhân ion hóa là gì?
Thế nào là sự tái hợp?
Cần điều kiện gì thì chất khí dẫn điện?
Trong chất khí có các hạt mang điện nào?
2. Bản chất dòng điện trong chất khí
Dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron ngược chiều điện trường.
Hoạt động 4. Tìm hiểu sự phụ thuộc của cường độ dòng điện chất khí vào hiệu điện thế
Thảo luận tìm sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế.
Nhận xét bạn trình bày
Trả lời
Trả lời C1, C2.
Cho HS quan sát hình 22.3 và YC HS nhận xét đặc tuyến vôn ampe của chất khí.
Thế nào là sự phóng điện không tự lực và sự phóng điện tự duy trì?
YC HS trả lời C1, C2
3. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện chất khí vào hiệu điện thế
- Dòng điện trong chất khí không tuân theo đinh luật Ôm.
- Khi U < Ub: I tăng khi U tăng.
- Khi U ³ Ub: U tăng nhưng I không tăng và đạt giá trị bão hòa I = Ibh 
- Khi U > Uc, I tăng vọt lên.
- Khi 0 £ U < Uc: sự phóng điện chỉ xảy ra khi có tác nhân ion hóa. Sự phóng điện gọi là sự phóng điện không tự lực.
- Khi U > Uchất khíhông có tác nhân ion hóa sự phóng điện vẫn xảy ra. Ta gọi là sự phóng điện tự duy trì.
Quá trình phóng điện trong chất khí thường kèm theo sự phát sáng.
Hoạt động 5. Tìm hiểu các dạng phóng điệ trong chất khí
Trả lời theo YC 
Nhận xét về dạng của tia lửa điện
Trả lời C3
- Đọc SGK
- Thảo luận về sét , cách chống
- Tìm hiểu sét và cách phòng chống.
- Trình bày về sét
- Nhận xét câu trả lời của bạn 
- Trả lời C4.
Trả lời C5
YC HS nhắc lại sự phóng điện tự lực và điều kiện để có sự phóng điện trong chất khí.
YC HS đọc SGK trình bày: Điều kiện hình thành, hiện tượng và ứng dụng của tia lửa điện.
G thiệu hình 22.5
YC HS trả lời C3
G thiệu khái niệm sét
YC HS trả lời C4
HD HS cách phòng chống sét trong mùa mưa, bão.
HD HS hiểu hồ quang điện và ứng dụng.
Nêu câu hỏi C5
4. Các dạng phóng điện trong 
chất khí
a. Tia lửa điện (tia điện)
Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí khi có tác dụng của điện trường đủ mạnh để làm ion hóa khí, biến phân tử khí trung hòa thành ion dương và electron tự do.
b. Sét
Sét là tia lửa điện khổng lồ phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích điện tái dấu hoặc giữa đám mây tích điện và mặt đất.
c. Hồ quang điện
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường và áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn.
Hồ quang điện có thể kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh.
Hoạt động 6. Tìm hiểu sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp
Quan sát và nhận xét hiện tượng xảy ra trong ống khi áp suất thay đổi.
Trả lời C6.
Cho HS quan sát TN ảo và G thiệu sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp, đặc biệt là quá trình xảy ra trong ống khi thay đổi áp suất.
G thích sự phát xạ lạnh.
Nêu C6
5. Sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp
- Ống phóng điện là một ống thỷ tinh có hai điện cực làm bằng kim loại.
- Khi áp suất trong ống khoảng 1 – 0,01mmHg: trong ống có hai miền:
+ Gần catot là miền tối gọi là miền tối catot.
+ Phàn còn lại gọi là cột sáng anot.
Sự phóng điện gọi là sự phóng điện thành miền.
- Khi áp suất khí trong ống khoảng 0,01 – 0,001mmHg thì trong ống chỉ còn miền tối catot, trong ống hầu như không sáng nhưng ở thành thủy tinh đối diện với catot phát ra ánh sáng màu lục.
Hoạt động 7. Củng cố
Trả lời và nhận xét câu trả lời của bạn
1. Dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, êlectron ngựoc chiều điện trường.
2. Dòng điện trong kim loại và trong chân không đều là dòng chuyển động có hướng của các electron. Còn dòng điện trong chất khí là dòng chuyển động có hướng của các electron, của các ion dương và ion âm.
3. A
4. Tạo một điện trường rất lớn khoảng 3.106 V/m trong không khí
Nêu câu hỏi
1. Bản chất dòng điện trong chất khí?
2. Bản chất dòng điện trong kim loại khác với bản chất dòng điện trong chân không và trong chất khí như thế nào?
3. Hiện tượng hồ quang điện được ứng dụng trong lĩnh vực nào?
hàn điện 
Chế tạo đèn ống.
Diốt bán dẫn
Ống phóng điện tử.
4. Cách tạo ra tia lửa điện?
Hoạt động 8. Giao nhiệm vụ về nhà
Ghi nhớ
Dặn HS về xem lại toàn bộ chương trình chuẩn bị cho tiết ôn tập thi học kì.
Rút kinh nghiệm: ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................