Bài 15. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
I. MỤC TIÊU:
Kiến thức:
- Nêu được bản chất dòng điện trong chất khí.
- Nêu được nguyên nhân chất khí dẫn điện.
- Nêu được các cách tạo ra hạt tải điện trong quá trình dẫn điện điện tự lực.
- Trả lời được câu hỏi tia lửa điện là gì. Điều kiện tạo ra tia lửa điện và ứng dụng.
- Trả lời được câu hỏi hồ quang điện là gì. Điều kiện tạo ra hồ quang điện và ứng
dụng.
Kĩ năng:
- Nhận ra hiện tượng phóng điện trong chất khí trong thực tế.
- Phân biệt được tia lửa điện và hồ quang điện.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
1. Thước kẻ, phấn màu.
2. Buzi xe máy.
3. Chuẩn bị phiếu:
Phiếu học tập 1 (PC1)
- Vì sao nói chất khí là môi tường cách điện.
TL1:
- Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa về điện, do đó trong
chất khí không có hạt tải điện.
Phiếu học tập 2 (PC2)
- Các tác nhân tác dụng lên chất khí gây ra hiện tượng gì?
TL2:
- Các tác nhân tác dụng lên chất khí gây ra hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện.
Phiếu học tập 3 (PC3)
- Bản chất chất dòng điện trong chất khí là gì?
- Quá trình dẫn diện không tự lực là gì?
- Hiện tượng nhân hại tải điện là gì? Giải thích về hiện tượng đó.
TL3:
- Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương, ion âm và các
electron do chất khí bị ion hóa sinh ra.
- Quá trình dẫn điện không tự lực ở chất khí là quá trình dẫn điện dởi các hạt tải điện do tác
nhân bên ngoài sinh ra. Sự dẫn điện này không tuân theo định luật Ôm.
- Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong môi trường khí do dòng điện chạy qua gây ra gọi
là hiện tượng nhân số hạt tải điện. Nguyên nhân của hiện tượng là do các ion và electron
trong điện trường được tăng tốc và va chạm vào các phân tử khí trung hòa và chúng bị ion
hóa, quá trình diễn ra theo cách thức như vậy liên tiếp làm cho mật độ hạt tải điện tăng lên
rất lớn.
Phiếu học tập 4 (PC4)
- Quá trình dẫn điện tự lực là gì?
- Nêu các cách chính để tạo ra các hạt tải điện trong quá trình dẫn điện tự lực trong chất
khí.
TL4:
- Quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì không cần ta liên tục đưa hạt tải điện vào,
gọi là quá trình dẫn điện tự lực.
- Các cách chính để tạo ra các hạt tải điện trong quá trình dãn điện tự lực trong chất khí:
+ Dòng điện làm nhiệt độ chất khí tăng cao khiến phân tử khí bị ion hóa.
+ Điện trường trong chất khí rất mạnh khiến chất khí bị ion hóa ngay ở nhiệt độ thấp.
+ Catod bị dòng điện làm nóng đỏ và có khả năng phát ra electron. Các electron bị phát
xạ đi vào trong chất khí và trở thành hạt tải điện.
+ Catod không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào, làm bứt các
electron ra khỏi catod và trở thành hạt tải điện.
Phiếu học tập 5 (PC5)
- Tia lửa điện là gì? Điều kiện để tạo ra tia lửa điện?
TL5:
- Tia lửa điện là quà quá trình phóng điện tự lực trong chất khí giữa hai điện cực khi điện
trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hòa thành các ion dương và các electron tự do.
- Hiện tượng tia lửa điện có thể xảy ra khi điện tường trong không khí khô vào cỡ 0,3MV/m.
Phiếu học tập 6 (PC6):
- Hồ quang điện là gì?
- Điều kiện để tạo ra hồ quang điện.
TL6:
- Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở điều kiện thường hoặc
áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Hồ quang điện có thể kèm
theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh.
- Điều kiện để tạo ra hồ quang điện là: Hai điện cực được làm nóng đỏ để dễ dàng phát xạ
electron. Sau đó xảy ra hiện tượng phóng điện từ lực kèm theo sự tỏa nhiệt và phát sáng
mạnh mẽ.
Phiếu học tập 7 (PC7): có thể ứng dụng CNTT hoặc dùng bản trong
1. Không khí ở điều kiện bình thường không dẫn điện vì
A. các phân tử chất khí không thể chuyển động thành dòng.
B. các phân tử chất khí không chứa các hạt mang điện.
C. các phân tử chất khí luôn chuyển động hỗn loạn không ngừng.
D. các phân tử chất khí luôn trung hòa về điện, trong chất khí không có hạt tải.
2. Khi đốt nóng chất khí, nó trở lên dẫn điện vì
A. vận tốc giữa các phân tử chất khí tăng.
B. khoảng cách giữa các phân tử chất khí tăng.
C. các phân tử chất khí bị ion hóa thành các hạt mang điện tự do.
D. chất khí chuyển động thành dòng có hướng.
3. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của
A. các ion dương. B. ion âm.
C. ion dương và ion âm. D. ion dương, ion âm và electron tự do.
4. Nguyên nhân của hiện tượng nhân hạt tải điện là
A. do tác nhân bên ngoài.
B. do số hạt tải điện rất ít ban đầu được tăng tốc trong điện trường va chạm vào các phân tử
chất khí gây ion hóa.
C. lực điện trường bứt electron khỏi nguyên tử.
D. nguyên tử tự suy yếu liên kết và tách thành electron tự do và ion dương.
5. Cơ chế nào sau đây không phải là cách tải điện trong quá trình dẫn điện tự lực ở chất khí?
A. Dòng điện làm nhiệt độ khí tăng cao khiến phân tử khí bị ion hóa;
B. Điện trường trong chất khí rất mạnh khiến phân tử khí bị ion hóa ngay ở nhiệt độ thấp;
C. Catôt bị làm nóng đỏ lên có khả năng tự phát ra electron;
D. Đốt nóng khí để đó bị ion hóa tạo thành điện tích.
6. Hiện tượng nào sau đây không phải hiện tượng phóng điện trong chất khí?
A. đánh lửa ở buzi; B. sét;
C. hồ quang điện; D. dòng điện chạy qua thủy ngân.
TL7: Đáp án:
Câu 1: D; Câu 2: C; Câu 3: D; Câu 4: B; Câu 5: D; Câu 6: D.
3. Ứng dụng công nghệ thông tin: Mô phỏng hiện tượng ion hóa do tác nhân(UD1), hiện
tượng nhân hạt tải(UD2), các cách tạo ra hạt tải điện ở quá trình dẫn điện tự lực(UD3).
4. Nội dung ghi bảng (ghi tóm tắt kiến thức SGK theo các đầu mục); HS tự ghi chép các
nội dung trên bảng và những điều cần thiết cho họ:
Bài 15. Dòng điện trong chất khí
I. Chất khí là môi trường cách điện
II. Dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường
III. Bản chất của dòng điện trong chất khí
1. Sự ion hóa khí và tác nhân ion hóa…
2. Quá trình dẫn điện không từ lực của chất khí…
3. Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong môi trường khí trong quá trình dẫn điện
không tự lực.
IV. Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự
lực
V. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện
1. Định nghĩa …
2. Điều kiện tạo ra tia lửa điện…
3. Ứng dụng…
VI. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện
1. Định nghĩa …
2. Diêud kiện tạo ra hồ quang điện …
3. Ứng dụng…
Học sinh:
- Chuẩn bị bài mới.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hoạt động 1 (... phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Trả lời miệng hoặc bằng phiếu. - Dùng PC 1 – 7 bài 14 để kiểm tra.
Hoạt động 2 (... phút): Tìm hiểu vì sao chất khí là môi trường cách diện.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK mục I, tìm hiểu và trả lời câu
hỏi PC1.
- Trả lời câu hỏi C1.
- Cho HS đọc SGK, nêu câu hỏi PC1.
- Gợi ý HS trả lời.
- Nêu câu hỏi C1.
Hoạt động 3 (... phút): Tìm hiểu cách thức để chất khí dẫn điện ở điều kiện thường.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Trả lời các câu hỏi PC2.
- Trả lời C2.
- Nhận xét câu trả lời của bạn.
- Nêu câu hỏi PC2.
(có thể dùng mô phỏng UD1)
- Nêu câu hỏi C2.
- Đánh giá ý kiến HS.
Hoạt động 4 (... phút): Tìm hiểu bảm chất dòng điện trong chất khí.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Trả lời các câu hỏi PC3. - Nêu câu hỏi PC3.
- Thảo luận nhóm, trả lời các ý của PC3.
(có thể dùng mô phỏng UD2)
- Hướng dẫn HS trả lời các ý của phiếu
PC3.
Hoạt động 5 (... phút): Tìm hiểu quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK mục IV, trả lời các câu hỏi
PC4.
- (Quan sát mô phỏng), trả lời các ý của
PC4.
- Nêu câu hỏi PC4.
(có thể dùng mô phỏng UD3)
- Hướng dẫn HS trả lời các ý của phiếu
PC4.
Hoạt động 6 (... phút): Tìm hiểu tia lửa điện và cách tạo ra tia lửa điện.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK mục V, trả lời các câu hỏi PC5.
- Thảo luận nhóm, thống nhất điều kiện để
có tia lửa điện.
- Nêu câu hỏi PC5.
- Hướng dẫn HS tổng kết điều kiện để có
tia lửa điện.
Hoạt động 7 (... phút): Tìm hiểu hồ quang điện và điều kiện để có hồ qung điện.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK mục VI, trả lời các câu hỏi
PC6.
- Thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi của PC6.
- Trả lời C5.
- Nêu câu hỏi PC6.
- Hướng dẫn HS trả lời PC5.
- Hỏi C5.
Hoạt động 8 (... phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Thảo luận, trả lời câu hỏi theo PC7.
- Nhận xét câu trả lời của bạn.
- Cho HS thảo luận theo PC7.
- Nhận xét, đánh giá nhấn mạnh kiến thức
trong bài.
Hoạt động 6 (... phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
- Ghi bài tập về nhà.
- Ghi chuẩn bị cho bài sau.
- Cho bài tập trong SGK: bài tập 6 đến 9
(trang 108).
- Dặn dò HS chuẩn bị bài sau.
