Bài giảng môn học Vật lý lớp 11 - Tiết 28 - Bài 18: Hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng siêu dẫn

Trường: THPT Hồng Ngự 3 Ban: KHTN Lớp: 11 Ngày day: .../ /20 Tiết:28 Bài 18: HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN. HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN --------***-------- I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Phát biểu được hiện tượng nhiệt điện là gì và một số ứng dụng của nó. - Hiểu được hiện tượng siêu dẫn là gì và một số ứng dụng của nó. 2. Kỹ năng: Xác định được phương, chiều và độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích điểm. Giải thích được các hiện tượng liên quan đến sự tương tác giữa các điện tích. 3. Thái độ: Hứng thú học tập môn Vật lý, lòng yêu thích khoa học. Ý thức sẵn sàng áp dụng những kiến thức khoa học vào thực tiễn cuộc sống. II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Chuẩn bị thí nghiệm về dòng nhiệt điện. - Vẽ phóng to bảng 18.1, các hình 18.1 và 18.3. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức tính dẫn điện của kim loại ở bài 17. III. HOẠT ĐỘNG TRÊN LỚP: 1. Ổn định lớp: ( 1’ ) Kiểm tra sĩ số. 2. Kiểm tra bài cũ: ( 3’ ) Câu 1: Hãy nêu các tính chất điện trong kim loại. Câu 2: Điện trở của kim loại phụ thuộc nhiệt độ như thế nào? 3. Giảng bài mới. Hoạt động 1: Tìm hiểu hiện tượng nhiệt điện. TL Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 15’ 1. Hiện tượng nhiệt điện: a.Cặp nhiệt điện. Dòng nhiệt điện. Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong 1 mạch điện kín gồm 2 vật dẫn khác nhau khi giữ 2 mối hàn ở 2 nhiệt độ khác nhau là hiện tượng nhiệt điện. b. Biểu thức của suất điện động nhiệt điện. Khi hiệu nhiệt độ T1-T2 =Không lớn E = : Hệ số nhiệt điện động () c. Ứng dụng của cặp nhiệt điện. - Điện kế nhiệt điện. - Pin nhiệt điện. - Tiến hành thí nghiệm về dòng nhiệt điện. - Khi hơ nóng mối hàn thì hiện tượng gì xảy ra? - Khi hơ nóng lâu hơn thì cường độ dòng điện thé nào? - Thông báo về dòng nhiệt điện, suất điện động nhiệt điện và cặp nhiệt điện. -Giới thiệu nhiệt kế nhiệt điện. - Trong pin nhiệt điện dạng năng lượng nào chuyển hóa thành điện năng? - Quan sát. - Có dòng điện. - Tăng. - Tiếp thu, ghi nhớ. -Quan sát. -Trả lời. Hoạt động 2. Tìm hiểu định luật Cu-lông. 2. Hiện tượng siêu dẫn. 4 2 0,16 0,08 T(K) R() o 6 Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó, điện trở của kim loại ( hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng siêu dẫn. - Yêu cầu HS đọc mục 2.a,b, xem hình 18.3 và cho biết thế nào là hiện tượng siêu dẫn. - Hiện tượng siêu dẫn có những ứng dụng gì? - Giải thích một vài ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn - Đọc sgk và trả lời câu hỏi của GV. - Trả lời. - Tiếp thu, ghi nhớ. 4. Củng cố. ( 5’ ) Yêu cầu học sinh hoàn thành các câu hỏi 1,2 và bài tập 1,2 trang 93 sgk. 5. Dăn dò. ( 1’ ) Về nhà học bài và đọc phần em có biết chuẩn bị trước bài 19. ˜ ¯ ™ Trường: THPT Hồng Ngự 3 Ban: KHTN Lớp: 11 Ngày day: .../ /20 Tiết:29-30 BÀI 19: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN. ĐỊNH LUẬT FA-RA-DAY. --------***-------- I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Hiểu hiện tượng điện phân, bản chất dòng điện trong chất điện phân, phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân, hiện tượng dương cực tan. - Phát biểu được định luật Fa-ra-day. - Hiểu nguyên tắc mạ điện, đúc điện, tinh chế và điều chế kim loại. 2. Kỹ năng. - Vận dụng công thức giải các bài tập liên quan nhanh, gọn, chính xác. - Giải thích được các hiện tượng liên quan trong thực tế. 3. Thái độ. II. CHUẨN BỊ. 1. Giáo viên. - Bộ dụng cụ thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân. - Dụng cụ thí nghiệm để thiết lập định luật Ôm khi có hiện tượng cực dương tan. 2. Học sinh. Ôn lại tác tác dụng hóa học của dòng điện và sự điện li trong sgk hóa học. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. 1. Ổn định lớp: ( 2’ ) Kiểm tra sĩ số. 2. Kiểm tra bài cũ: ( 10’ ) Câu 1: Hãy mô tả hiện tượng nhiệt điện. Câu 2: Hiện tượng siêu dẫn là gì?và các ứng dụng của hiện tượng này. Câu 3: Hoàn thành bài tập 1,2 trang 93 sgk. 3. Giảng bài mới. Hoạt động 1: Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân. TL Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 10’ mA A B K K1 + - 1. Thí nghiệm dòng điện trong chất điện phân. a. Thí nghiệm. b. Kết quả thí nghiệm. - Nước cất: Không có dòng điện chạy qua. - Dung dịch NaCl: Có dòng điện chạy qua. c. Kết luận. Các dung dịch muối, axit, bazơ, được gọi là các chất điện phân. Các muối nóng chảy cũng là chất điện phân. - Tiến hành thí nghiệm. - Yêu cầu HS nêu nhận xét về kết quả thí nghiệm. - Tổng quát và yêu cầu HS nêu kết luận. - Quan sát. - Nêu nhận xét. - Nêu kết luận. Hoạt động 2. Tìm hiểu bản chất dòng điện trong chất điện phân. 6’ 2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân. A K - Na+ Cl- Na+ Cl- + Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường. - Yêu cầu HS đọc mục 2 sgk và trả lời các câu hỏi: - Thế nào là sự phân li? Sự tái hợp? - Dòng điện trong chất điện phân có bản chất gì? - Nhận xét. -Yêu cầu học sinh hoàn thành câu hỏi C1. - Đọc sgk và trả lời câu hỏi của GV. -Trả lời. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Hoàn thành câu hỏi C1. Hoạt động 3. Tìm hiểu phản ứng phụ trong chất điện phân và hiện tượng dương cực tan. 7’ 15’ 3. Phản ứng phụ trong chất điện phân. Các ion có thể bám vào điện cực, hoặc bay lên dưới dạng khí, chúng có thể tác dụng với điện cực và dung môi gây ra các phản ứng hóa học. Các phản ứng này gọi là phản ứng phụ hay phản ứng thứ cấp. 4. Hiện tượng dương cực tan. a. Thí nghiệm. (Trang 96 sgk) b. Giải thích. (Trang 96,97 sgk) Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân 1 dung dịch muối kim loại mà anốt làm bằng chính kim loại ấy. c. Định luật Ôm đối với chất điện phân. Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm, giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. - Thế nào là phản ứng phụ trong chất điện phân? -Nhận xét. - Tiến hành thí nghiệm. - Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi nào? -Nhận xét. - Yêu cầu học sinh xem bảng 19.1 sgk. - Đọc sgk và trả lời câu hỏi của GV. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Quan sát và mô tả kết quả. - Trả lời. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Xem sgk. Hoạt động 4. Tìm hiểu định luật Fa-ra-day. 18’ 10’ 5.Định luật Fa-ra-day về điện phân. a. Định luật I Fa-ra-day. m = kq Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó. k: đương lượng điện hóa. (kg/C) b. Định luật II Fa-ra-day. Đương lượng điện hóa k của 1 nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó. k = c Số Fa-ra-day F =96500 (C/mol) M đo bằng gam. c.Công thức Fa-ra-day về điện phân. m = m = hay I: Cường độ dòng điện không đổi đi qua bình điện phân (A) t: Thời gian dòng điện chạy qua bình(s) 6.Ứng dụng của hiện tượng điện phân Điều chế hóa chất , tinh chế kim loại mạ điện, đúc điện Điều chế hóa chất.(Trang 99 sgk) Luyện kim. (Trang 99 sgk) Mạ điện. (Trang 99 sgk) - Thông báo nội dung định luật I, II Fa-ra-day. m = ? - Hiện tượng điện phân có những ứng dụng gì? - Điều chế hóa chất ntn? - Luyện kim ntn? - Mạ điện ntn? -Nhận xét. - Tiếp thu, ghi nhớ. m = m = Hay -Trả lời. - Trả lời. - Tiếp thu, ghi nhớ. 4. Củng cố. ( 10’ ) Yêu cầu học sinh hoàn thành các câu hỏi 1,2,3 và bài tập 1,2 trang 100 sgk. 5. Dăn dò. ( 2’ ) Về nhà học bài làm bài tập 3 trang 100 và chuẩn bị trước bài 20. ˜ ¯ ™ Trường: THPT Hồng Ngự 3 Ban: KHTN Lớp: 11 Ngày day: .../ /20 Tiết:31 BÀI 20: BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI VÀ CHẤT ĐIỆN PHÂN. --------***-------- I. MỤC TIÊU. 1. Kiến thức. - Hiểu điện trở của kim loại phụ thuộc nhiệt độ. - Phát biểu được các định luật Fa-ra-day. 2. Kỹ năng. Vận dụng hệ thức = [1+(t-t0)] hay = [1+(t-t0)] để giải các bài tập về sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. Vận dụng các định luật Fa-ra-day để giải các bài tập về hiện tượng điện phân. 3. Thái độ. Cẩn thận. tích cực, tinh thần hoạt động nhóm. Ý thức sẵn sàng áp dụng những kiến thức khoa học vào thực tiễn cuộc sống. II. CHUẨN BỊ. 1. Giáo viên. Một số bài tập đơn giản tương tự các bài tập ở cuối bài 17,19. 2. Học sinh. Ôn lại kiến thức bài 17, 19. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. 1. Ổn định lớp. ( 1’ ) Kiểm tra sĩ số. 2. Kiểm tra bài cũ. ( 3’ ) - Phát biểu 2 định luật Fa-ra-day. Hệ thức. - Nêu bản chất của dòng điện trong chất điện phân. - Mô tả hiện tượng dương cực tan. -Nêu một số ứng dụng của hiện tượng điện phân. 3. Giảng bài mới. Hoạt động 1: Ôn lại các công thức. TL Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 15’ Hệ thức về sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ. = [1+(t-t0)] hay = [1+(t-t0)] Công thức Fa-ra-day. m = hay m = - Yêu cầu học sinh nhắc lại các hệ thức về sự phụ thuộc của điện trở suất và điện trở vào nhiệt độ và công thức Fa-ra-day về điện phân. - Hãy nêu ý nghĩa của các đại lượng có trong các công thức. = [1+(t-t0)] hay= [1+(t-t0)] - Nêu ý nghĩa của các đại lượng có trong các công thức. Hoạt động 2. Vận dụng các công thức giải bài tập . Bài 1 trang 101 sgk. Tóm tắt. t1 = 250 (C) ; U1 = 20(mV) ; I1 = 8(mA) ; U2= 240(V); I2 = 8(A) ; = 4,2 .10-3(K-1) t2 = ? (C) ; Giải. Điện trở R1, R2 của dây tóc đèn ở nhiệt độ t1 = 250 (C) và t2 khi đèn sáng bình thường , tương ứng bằng. R1 = = 2,5 ( ) R2 = = 30 ( ) Sự thay đổi điện trở của dây tóc theo nhiệt độ. = [1+(t2-t1)] t2 = + t1 t2 =+25 t2 = 26440 (C) Bài 2 trang 101 sgk. Tóm tắt. R = 2 () ; U= 10(V) ; t = 2 (h) A = 108 và n = 1 Giải. Cường độ dòng điện trong bình. I = = 5 (A) m == m 40,3 (g) Yêu cầu HS tĩm tắc BT1 Điện trở R1, R2 của dây tóc đèn ở nhiệt độ t1 = 250 (C) và t2 khi đèn sáng bình thường , tương ứng bằng. Yêu cầu HS tĩm tắc BT2 Cường độ dòng điện trong bình. Tóm tắt. t1 = 250 (C) ;U1 = 20(mV) I1 = 8(mA) U2= 240(V); I2 = 8(A) = 4,2 .10-3(K-1) t2 = ? (C) ; Giải. R1 = = 2,5 ( ) R2 = = 30 ( ) Sự thay đổi điện trở của dây tóc theo nhiệt độ. = [1+(t2-t1)] t2 = + t1 t2 =+25 t2 = 26440 (C) Tóm tắt. R = 2 () ; U= 10(V) ; t = 2 (h) A = 108 và n = 1 I = = 5 (A) m== m 40,3 (g) 4. Củng cố. ( 5’ ) Yêu cầu học sinh nhắc lại các công thức. ý nghĩa của các đại lượng trong công thức. 5. Dăn dò. ( 1’ ) Về nhà học bài và làm lại bài tập chuẩn bị trước bài 21. Trường: THPT Hồng Ngự 3 Ban: KHTN Lớp: 11 Ngày day: .../ /20 Tiết: 32 BÀI 21: DỊNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHƠNG I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: Hiểu bản chất và tính chất dòng điện trong chân không . Hiểu đặc tuyến Vôn ampe kế của dòng điện trong chân không. Hiểu bản chất và ứng dụng của tia catốt.. 2. Kỹ năng: Rèn luyện kỹ năng quan sát và giải thích các hiện tượng Vật lý. Rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào việc giải thích các hiện tượng trong thực tế. 3. Thái độ: Hứng thú học tập mơn Vật lý, lịng yêu thích khoa học. Ý thức sẵn sàng áp dụng những kiến thức khoa học vào thực tiễn cuộc sống. II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: Sưu tầm đèn hình cũ làm dụng cụ trực quan. Vẽ hình 21.1, 21.2, 21.6 SGK. Bộ TN nghiệm phóng điện trong chân không. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về khái niêm chân không. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1( 3 phút). Kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài mới TL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS - Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số. - - Báo cáo sĩ số. - Nhận thức vấn đề đặt ra. Hoạt động 2( 30 phút). Tìm hiểu về dòng điện điện trong chân không TL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS 8’ 12’ 10’ 1. Dòng điện trong chân không: Chân không lí trưỡng là một môi trường trong đó không có một phân tử khí nào. Trong thực tế, một môi trường trong đó khi áp suất không khí giảm đến mức khoảng dưới 0,0001 mmHg có thể coi gần đúng là môi trường chân không a. Thí nghiệm Sơ đồ thí nghiệm được trình bày ở hình 21.1. b. Bản chất dòng điện trong chân không Khi chưa có điện trường ngoài tác dụng : Đốt nóng catôt K , các êlectron tự do trong kim loại bức ra khỏi mặt catôt chuyển động hỗn loạn. (hiện tượng này gọi là sự phát xạ nhiệt êlectron). Khi có điện trường ngoài tác dụng Dưới tác dụng của lực điện trường, các êlectron dịch chuyển từ catốt sang anôt, tạo ra dòng điện. Dòng điện trong chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron bứt ra từ catôt bị nung nóngdưới tác dụng của điện trường . Chú ý : Nếu mắc anốt vào cực âm của nguồn điện còn catôt vào cực dương trong mạch không có dòng điện. Þ vì vậy dòng điện chạy trong chân không chỉ theo một chiều từ anốt sang catôt. 2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế Đặc tuyến vôn ampe không phải là đường thẳng. Như vậy dòng điện trong chân không tuân theo định luân ôm. Khi U ³ Ub thì I = Ibh : cường độ dòng điện qua ống đạt giá trị lớn nhất gọi là cường độ dòng điện bão hòa (hình 42.2). nhiệt độ catôt càng cao (T’ > T), thì cường độ dòng điện bão hòa Ibh càng lớn. * Ưùng dụïng của dòng điện trong chân không Điôt điện tử Đèn điện tử hai cực (hay điôt điện tử) được dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều (chỉnh lưu dòng điện xoay chiều). Trong các sơ đồ điện, điôt điện tử được vẽ như trên hình 42.3. Oáng phóng điện tử Các tính chất của chùm tia êlectronnhư bị lệch đi trong điện trường, từ trường, khả năng kích thích phát quang một số chất, đã được ứng dụng trong ống phóng điện tử (hình 42.4). đó là bộ phận quan trọng của máy thu hình, dao động kí điện tử, màn hình máy tính. - Thế nào là chân không? - GV giới thiệu TN. - Tiến hành thí nghiệm và hướng dẫn HS quan sát, rút ra kết luận. - Nêu câu hỏi C1 và C2. - Khi catôt K bị đốt nóng, các êlectron tự do trong kim loại nhận được năng lượng cần thiết để có thể bức ra khỏi mặt catôt. - Bản chất dòng điên trong chân không là gì? - Nếu mắc nốt vào cực âm của nguồn điện còn catôt vào cực dương thì điều gì sẽ xảy ra? - Yêu cầu HS nêu nhận xét về đồ thị. Trong thực tế, để có dòng điện lớn, người ta phủ lên catôt một lớp ôxit của kim loại kiềm thổ như bari, thori, Strônti, canxi, v.v; khi bị đốt nóng, các ôxit này phát ra nhiều êlectron hơn các kim loại tinh khiết. - Dòng điện trong chân không có những ứng dụng như thế nào trong các ngành kỹ thuật ? - Cho hs quan sát các dụng cụ có ứng dụng của dòng điện trong chân không. - Nhớ lại kiến thức cũ. - HS quan sát, rút ra kết luận. - Không có e bức ra khỏi kim loại vì năng lượng chuyển động nhiệt của e nhỏ không đủ để bức ra khỏi mặt kim loại - Khi nhiệt độ của catôt càng tăng Þ động năng trung bình của e càng lớn Þ càng có nhiều e bứt ra ngoài catốt Þ số e tăng Þ Ibh tăng - Dòng điện trong chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron bứt ra tù catôt bị nung nóng. - Thì lực điện trường có tác dụng đẩy êlectron trở lại catôt. - Nêu các ứng dụng của dòng điện trong chân không. Hoạt động 3( 30 phút). Tìm hiểu tia catôt TL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS 10’ 10’ 3 .Tia catot( tia âm cực) a. Tia catot Khi p ống khoảng 0,01 – 0,001 mmHg, miền tối catot chiếm đầy ống , các e bức ra từ catot chuyển động đến anốt mà không va chạm với các phân tử khí trong ống. Dòng e phát ra từ catot chuyển động với vận tốc lớn trong chân không gọi là tia catot – tia âm cực. b. Tính chất của tia catot – tia âm cực - Tia catot truyền thẳng nếu không chịu tác dụng của điện trường và từ trường. - Tia catot phát ra vuông góc với mặt catot - Tia catot có mang năng lương: khi đập vào một vật nào đó làm cho vật nóng lên. - Tia catot có thể xuyên qua các lá kim loại mỏng, tác dụng lên kính ảnh hoặc gây ion hoá các chất khí. - Tia catốt làm phát sáng một số chất khi đập vào chúng. - Tia catot bị lệch trong điện trường và từ trường. - Khi hãm lại bởi kim loại có nguyên tử lượng lớn thì phát ra tia X - Nêu cách làm thí nghiệm để có tia catôt. - Yêu cầu HS nêu ĐN tia catốt. - Yêu cầu HS thảo luận và giải thích các tính chất của tia catốt. - Giáo viên nhận xét và củng cố. - Cho HS ghi các tính chất của tia catốt. - Theo dõi để hiểu cách tiến hành TN. - Thảo luận và cử đại diện nhóm lên trình bày ý kiến. - Đóng góp ý kiến xây dựng. - Tự ghi nội dung bài học. Hoạt động 4( 12 phút). Vận dụng, củng cố và dặn dị Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS - Nêu 1,2 trang 105 SGK. - Yêu cầu học sinh tóm lượt các kiến thức trọng tâm của bài. Câu hỏi cho bài sau: - Chuẩn bị câu hỏi 1,2,3 trang 111 sgk. - Trao đổi và trả lời. - Tóm tắt kiến thức. - Ghi nhận nhiệm vụ về nhà. Trường: THPT Hồng Ngự 3 Ban: KHTN Lớp: 11 Ngày day: .../ /20 Tiết:33-34 BÀI 22: DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: Hiểu được bản chất của dòng điện trong chất khí và mô tả được sự phụ thuộc của dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế. Mô tả được cách tạo ra tia lửa điện và nêu vắn tắt nguyên nhân hình thành tia lửa điện. Mô tả được cách tạo ra hồ quang điện nêu được các đặc điểm chính và các ứng dụng của hồ quang điện. Mô tả được quá trình phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp và sự tạo thành tia catốt. 2. Kỹ năng: Rèn luyện kỹ năng quan sát và giải thích các hiện tượng Vật lý. Rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào việc giải thích các hiện tượng trong thực tế. 3. Thái độ: Hứng thú học tập mơn Vật lý, lịng yêu thích khoa học. Ý thức sẵn sàng áp dụng những kiến thức khoa học vào thực tiễn cuộc sống. II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: Dụng cụ TN như sơ đồ hình 22.1 SGK. Vẽ hình 22.1, 22.3, 22.10, 22.11 SGK. Bộ TN nghiệm phóng điện trong chất khí. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về chuyển động của các phân tử khí. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1( 3 phút). Kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài mới TL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS - Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số. - Chất khí ở điều kiện thường có dẫn điện không? Vì sao khi mưa dông lại xảy ra sét, sét là gì? - Báo cáo sĩ số. - Nhận thức vấn đề đặt ra. Hoạt động 2( 30 phút). Tìm hiểu về sự phĩng điện trong chất khí. TL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS 8’ 12’ 10’ I.Sự phóng điện trong chất khí. a. Thí nghiệm: SGK. b. Kết quả thí nghiệm. Ơû điều kiện bình thường không khí là điện môi. Khi bị đốt nóng không khí trở nên dẫn điện => đó là sự phóng điện trong chất khí. 2.Bản chất dòng điện trong chất khí. Trong điều kiện bình thường không khí gồm có các nguyên tử, phân tử trung hoà về điện => chất khí là điện môi. Khi có các tác nhân tác động vào môi trường khí( đốt nóng không khí, chiếu tia tử ngoại) + Phân tử, nguyên tử khí mất bớt e trở thành ion dương. + Các e tách ra khỏi phân tử, nguyên tử chuyển động tự do. + Mốt số e kết hợp với nguyên tử, phân tử trung hoà trở thành ion âm. Đó là sự ion hoá chất khí. Các tác nhân( ngọn lửa, bức xạ ) gọi là các tác nhân ion hoá. Trong khi chuyển động một số e- kết hợp lại với các ion dương trở thành phân tử trung hoà => sự tái hợp. Khi E = 0: các điện tích chuyển động nhiệt hỗn loạn => không có dòng điện trong chất khí. Khi ¹ 0:các điện tích chuyển động có hướng. + Các ion âm và các e chuyển động ngược chiều E về phía cực dương anốt. + Các ion dương chuyển động cùng chiều E về phía cực âm catot. => Có dòng điện chạy trong chất khí. Kết luận: dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, e ngược chiều điện trường. 3. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế. - Dòng điện trong chất khí không tuân theo điện luật Ohm. - Khi U Ub : dòng điện trong chất khí có giá trị không đổi dù tăng U gọi là dòng điện bão hoà Ibh. - Khi U > Uc : I tăng vọt nhờ có sự ion hoá do va chạm. Dù ngừng tác dụng của tác nhân ion hoá sự phóng điện vẫn duy trì => sự phóng điện tự duy trì. - Quá trình phóng điện trong chất khí kèm theo sự phát sáng. - Mô tả thí nghiệm giống như SGK. - Điều kiện bình thường kim điện kế chỉ số 0 Þ chất khí ở điều kiện thường có dẫn điện không? - Khi bị đốt nóng kìm điện kế thay đổi. Có dòng điện trong chất khí hay không? - Giải thích: ở điều kiện bình thường chất khí không dẫn điện. Khi có các tác nhân tác động( ngọn lửa đèn cồn, tia tử ngoại), trong chất khí xuất hiện các điện tích tụ do, chất khí có thể dẫn được điện. các tác nhân gọi là các tác nhân ion hoá. Trình bày giống như SGK. - Dưới tác động của các tác nhân ion hoá trong chất khí xuất hiện các hạt mang điện loại tự do nào? - Khi Engoài = 0 và khi Engoài ¹ 0 thì các hạt mang điện tự do trong chất khí chuyển động như thế nào? Kết luận: SGK. - Yêu cầu HS dựa vào đồ thị mô tả sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế? - Nhận xét và gợi ý cho HS kết luận. - Quan sát thí nghiệm. - Suy nghĩ và trả lời. - Quan sát TN và trả lời và giải thích hiện tượng. - Ghi nội dung. - Dựa vào thuyết êlectron để trả lời. - Trao đổi trong nhóm và trả lời. - Rút ra kết luận về bản chất dòng điện trong chất khí. - Thảo luận nhóm và cử đại diện trình bày nội dung thảo luận. Hoạt động 3( 30 phút). Tìm hiểu các dạng phóng điện trong không khí ở áp suất bình thường. TL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS 10’ 10’ 10’ 4. Các dạng phóng điện trong không khí ở áp suất thường: a.Tia lửa điện - Khi giưã hai điện cực đặt trong không khí có một hiện điện thế lớn ( điện trường mạnh E = 3.106 V/m) thì có sự phóng điện hình tia => đó là tia lửa điện . - Tia lửa điện là chùm tia ngoằn ngoèo có nhiều nhánh, không liên tục và gián đoạn, thường kèm theo tiếng nổ, trong không khí sinh ra ôzôn có mùi khét - Trong quá trình phóng điện có sự ion hoá do va chạm và sự ion hoá chất khí do tác dụng của các bức xạ phát ra trong tia lửa điện. b.Sét. - Sét là tia lửa điện khổng lồ( U khoảng 108 - 109 V và I khoảng 104 - 5.104 A) phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa một đám mây tích điện với đất. - Khi có sét áp suất tăng lên đột ngột gây nên tiếng sấm hay tiếng sét. - Để tránh tác hại của sét người ta dùng các cột chống sét. c. Hồ quang điện Đặt hai thanh than chạm nhau và nối hai thanh than vào nguồn điện có hiệu điện thế khoảng 40 –50 V. Tách đầu hai thanh than ra một khoảng ngắn. Giữa hai đầu thanh than phát ra ánh sáng chói loà Giữa hai cực có một lưỡi liềm sáng yếu hơn, do chất khí than bị đốt cháy. Cực