Giáo án Vật lý 11 - Chương trình chuẩn - Tiết 30: Dòng điện trong chất khí (tiết 2)

Ngày soạn: 3.12.07 Tiết 30 Dòng điện trong chất khí (Tiết 2) I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được quá trình dẫn điện tự lực và điều kiện tạo ra quá trình dẫn điện tự lực. - Phân biệt được hai quá trình dẫn điện tự lực quan trọng trong chất khí là hồ quang điện và tia lửa điện. - Nắm được điều kiện và cơ chế của 2 quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí là hồ quang điện và tia lửa điện. - Trình bày được các ứng dụng chính của quá trình phóng điện trong chất khí. 2. Kỹ năng: - Rèn luyện kỹ năng thu thập thông tin khi đọc tài liệu. II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh: - Giáo viên: Phóng to ảnh chụp sét. - Học sinh: Ôn lại kiến thức về chuyển động của các phân tử khí đã học ở lớp 10. III. Phương pháp giảng dạy: Phương pháp đàm thoại và phương pháp giảng giải kết hợp việc đọc SGK của học sinh. IV. Tiến trình bài dạy: 1. ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: (3’) Ôn tập kiến thức cũ phục vụ cho việc tiếp cận và chiếm lĩnh kiến thức mới. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh ? Nêu bản chất của dòng điện trong chất khí? Thế nào là quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí? Nếu ta ngừng việc tạo ra hạt tải điện thì dòng điện đó còn tồn tại không? ? Hiện tượng nhân số hạt tải điện xảy ra khi nào? Nguyên nhân của hiện tượng đó? - Cá nhân lên bảng trả lời câu hỏi. - Các học sinh khác theo dõi và nhận xét phần trả lời của bạn. - Cá nhân lên bảng trả lời. 3. Giảng bài mới: Hoạt động 1 (10’): Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ? Em hiểu thế nào là quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí. ? Điều kiện để chất khí có thể dẫn điện tự lực. ? Có những cách nào để tạo ra hạt tải điện trong chất khí để tạo ra sự dẫn điện tự lực. ? So sánh quá trình dẫn điện tự lực với quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí. - Thảo luận chung toàn lớp và kết hợp đọc SGK. - Cá nhân trả lời: Phải tạo ra các hạt tải điện. - Thảo luận chung toàn lớp (Kết hợp đọc SGK): Có 4 cách để tạo ra hạt tải điện trong môi trường khí. - Thảo luận theo nhóm: + Giống nhau: cần tạo ra các hạt tải điện, bản chất dòng điện như nhau. + Khác nhau: Quá trình phóng điện không tự lực cần có tác nhân ion hóa, quá trình phóng điện tự lực không cần có tác nhân ion hoá. IV . Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực: a) Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí: là quá trình phóng điện vẫn tiếp tục giữ được khi không còn tác nhân ion hoá tác động từ bên ngoài. b) Có 4 cách để tạo ra hạt tải điện mới trong chất khí: - Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hoá. - Điện trường trong chất khí lớn, khiến phân tử khí bị ion hoá ngay khi ở nhiệt độ thấp. - Catốt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra êlectron ị gọi là hiện tượng phát xạ nhiệt êletron. - Catốt bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào làm bật êlectron ra khỏi catốt và trở thành hạt tải điện. Hoạt động 2 (12’): Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Y/c HS đọc SGK về sự hình thành tia lửa điện và quan sát hình 15.6. ? Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực hay không tự lực? Vì sao. ? Định nghĩa tia lửa điện. ? Hiện tượng tia lửa điện có thể xảy ra trong điều kiện nào. ? Tia lửa điện có dạng hình gì? Tại sao? Nguyên nhân chủ yếu của sự phóng điện hình tia? ? Cơ chế tạo ra hạt tải điện trong hiện tượng tia lửa điện. - Y/c HS đọc SGK để tìm hiểu ứng dụng của tia lửa điện. ? Hiện tượng sét trong thực tế xảy ra khi nào? Nguyên nhân gây ra sét? Tại sao trong sét thường kèm theo tiếng nổ? ? Tác hại của sét và cách phòng chống sét. ? Hoàn thành C5 - SGK - Cá nhân đọc SGK rồi lần lượt trả lời các câu hỏi của giáo viên. - Cá nhân đứng tại chỗ đọc nội dung đ/n trong SGK. - Thảo luận nhóm: Tia lửa điện không có hình dạng nhất định thường là một chùm tia ngoằn ngoèo. Nguyên nhân là do sự ion hoá do va chạm, do tác dụng của bức xạ phát ra trong tia lửa điện. - Cá nhân độc lập suy nghĩ trả lời, - Các cá nhân độc lập đọc SGK tìm hiểu về các ứng dụng của tia lửa điện. - Thảo luận nhóm: Do áp suất tăng đột ngột nên trong sét có tiếng nổ. Để chống sét người ta làm cột thu lôi. - Cá nhân trả lời: Vì sét là tia lửa điện thường hay đánh vào các mũi nhọn. V. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện: 1. Định nghĩa: - Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và êlectron tự do. 2. Điều kiện tạo ra tia lửa điện: - Hiện tượng tia lửa điện có thể xảy ra khi điện trường trong không khíaơr điều kiện thường vào khoảng 3.106V/m. 3. Cơ chế tạo ra các hath tải điện: - Thoạt đầu là do sự ion hoá các phân tử khí thành êlectron tự do và ion dương do tác dụng của điện trường mạnh tại một điểm nào đó trong khối khí. - Sau đó là sự ion hoá các phân tử khí bởi các êlectron được tăng tốc trong điện trường rất mạnh. 4. ứng dụng: - Tia lửa điện được dùng phổ biến trong các động cơ nổ để đốt hỗn hợp nổ (bugi dùng trong động cơ nổ: ô tô, xe máy). - Hiện tượng sét là tia lửa điện khổng lồ hình thành giữa đám mây tích điện với mặt đất Hoạt động 3 (12’): Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của hs Nội dung ? Trong khi hàn điện chúng ta quan sát thấy hiện tượng gì? - GV mô tả hình ảnh khi hàn điện: Phần lớn ánh sáng chói phát ra từ hai đầu than, giữa hai cực có một lưỡi liềm sáng yếu hơn. Đó chính là hồ quang điện. - Y/c HS đọc mục VI – SGK để tìm hiểu về hồ quang điện theo các câu hỏi định hướng: ? Để tạo ra hồ quang điện có cần hiệu điện thế lớn không? Đó có phải là quá trình phóng điện tự lực không? ? Đ/n hiện tượng hồ quang điện? Điều kiện tạo ra hồ quang điện? Cơ chế của sự tạo ra hạt tải điện. ? Nêu các ứng dụng của hịên tượng hồ quang điện. - Hình ảnh quan sát được khi hàn điện là giữa hai đầu của các thanh than có ánh sáng chói loà như một ngọn lửa. - Cá nhân đọc SGK và trả lời các câu hỏi theo định hướng của GV. VI. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện: 1. Định nghĩa: Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giẵ hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. 2. Điều kiện tạo ra hồ quang điện: - Catốt được đốt nóng điến nhiệt độ cao để phát xạ được êlectron và có một hiệu điện thế cao để mồi cho quá trình phóng điện xảy ra. - Khi đã có phóng điện, hiệu điện thế chỉ cần khoảgn vài chục vôn. 3. Cơ chế của sự tạo ra các hạt tải điện: - Sự phát xạ nhiệt êlectron và sự ion hoá của khí, hơi kim loại, giữa hai điện cực của kim loại ở anốt. 4. ứng dụng: - Hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu. 4. Củng cố: (6’) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học Sinh 1. Cơ chế nào sau đây không phải là cách tải điện trong quá trình dẫn điện tự lực ở chất khí? A. Dòng điện lầm nhiệt độ khí tăng cao khiến phân tử khí bị ion hoá. B. Điện trường trong chất khí rất mạnh khiến phân tử khí bị ion hoá ngay ở nhiệt độ thấp C. Catốt bị làm nóng đỏ nên có khả năng tự phát xạ êlectron. D. Đốt nóng khí để nó bị ion hoá tạo thành điện tích. 2. Hiện tượng nào sau đây không phải là hiện tượng phóng điện trong chất khí? A. Đánh lửa ở bugi B. Sét C. Hồ quang điện D. Dòng điện chạy qua thuỷ ngân - Các cá nhân độc lập suy nghĩ và trả lời các câu hỏi: - Kết quả: 1. D 2. D 5. Hướng dẫn về nhà: (2’) - Trả lời các câu hỏi: 3, 4, 5 (T93 – SGK) - Làm bài tập: 6, 7, 8, 9 (T93- SGK) V. Rút kinh nghiệm: . . . . . . . .