Giải bài 9 trang 93 – Bài 15 – SGK môn Vật lý lớp 11

Cho phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp, giữa hai điện cực cách nhau 20cm. Quãng đường bay tự do của electron là 4cm. Cho rằng năng lượng mà eclectron nhận được trên quãng đường bay tự do đủ để ion hóa chất khí, hãy tính xem một electron đưa vào trong chất khí có thể sinh ra tối đa bao nhiêu hạt tải điện.

Lời giải:

Ban đầu có 1 electron, 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 \(\lambda=4cm\) thì mỗi electron có thể ion hóa các phần tử khí và sinh thêm được 1 electron. Khoảng cách giữa hai cực là 20cm, vậy ta có số electron:

- Sau quãng chạy \(S_1=4cm\): có 2 electron \(\Rightarrow\) số electron được sinh ra là 1 electron
- Sau quãng chạy \(S_2=8cm\) có 4 electron \(\Rightarrow\) số electron được sinh ra là \(4-2=2\) electron
- Sau quãng chạy \(S_3=12cm\): có 8 electron \(\Rightarrow\) số electron được sinh ra là \(8-4=4\) electron
- Sau quãng chạy \(S_4=16cm\): có 16 electron \(\Rightarrow\) số electron được sinh ra là \(16-8=8\) electron
- Sau quãng chạy \(S_5=20cm\): có 32 electron \(\Rightarrow\) số electron được sinh ra là \(32-16=16\) electron
Vậy tổng số electron sinh ra từ 1 electron ban đầu khi bay từ cực âm đến cực dương là :

\(N_e=1+2+4+8+16=31\left(electron\right)\)

Tương ứng với mỗi electron sinh ra xuất hiện thêm một ion dương \(\Rightarrow N_{ion}=31\left(ion \right)\)

Vậy tổng số hạt tải điện tối đa sinh ra từ 1 electron ban đầu khi bay từ cực âm đến cực dương là:

\(N=N_e+N_{ion}=31+31=62\left(hạt\right)\)

Đáp số: \(N=62hạt\)

GHI NHỚ:
- Quá trình dẫn điện không tự lực trong chất khí xảy ra khi ta phải dùng tác nhân ion hóa từ bên ngoài để tạo ra hạt tải điện trong chất khí.
- Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành trong chất khí khi có điện trường đủ mạnh để làm ion hóa chất khí.
- Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực 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 electron.

Mục lục Giải bài tập SGK Vật lý 11 theo chương •Chương 1: Điện tích - Điện trường •Chương 2: Dòng điện không đổi •Chương 3: Dòng điện trong các môi trường •Chương 4: Từ trường •Chương 5: Cảm ứng điện từ •Chương 6: Khúc xạ ánh sáng •Chương 7: Mắt. Các dụng cụ quang

Bài trước Bài sau

Giải bài tập SGK Vật lý 11

Bài 15: Dòng điện trong chất khí

Giải bài tập SGK Vật lý 11

Chương 1: Điện tích - Điện trường Chương 2: Dòng điện không đổi Chương 3: Dòng điện trong các môi trường Chương 4: Từ trường Chương 5: Cảm ứng điện từ Chương 6: Khúc xạ ánh sáng Chương 7: Mắt. Các dụng cụ quang

+ Mở rộng xem đầy đủ