- Ôn tập lại khái niệm chân không ở lớp 10 THPT Xem trước Ebook, tìm hiểu trước nội dung bài học.
PHIẾU NHIỆM VỤ HỌC TẬP
Thời gian Nhiệm vụ
15 phút Khảo sát dòng điện trong chất chân không
- Trình bày thí nghiệm dòng điện trong chân không, nêu cấu tạo của điôt chân không Hạt tải điện của dòng điện trong chân không là hạt nào ?
– Khi đóng khoá K1 thì hiện tượng gì xảy ra đối với tia catot?
– Các electron của kim loại làm catốt chuyển động như thế nào khi đóng khoá K1?
– Các êlectron chuyển động như thế nào khi ta tiếp tục đóng khoá K2 ? – Dòng điện trong điốt chân không có chiều như thế nào ?
_ Dòng điện trong điôt chân không có tuân theo định luật Ôm không ?
- Làm thí nghiệm như thế nào để kiểm tra xem dòng điện trong chân không có tuân theo định luật Ô m không ?
- Cường độ dòng điện chạy qua điôt có tuân theo định luật Ôm không ? – Khi tăng hiệu điện thế, cường độ dòng điện có tăng không ?
10 phút Tìm hiểu tia catot
- Quan sát hình ảnh và clip trong E-book, khi không có điện trường hay từ trường, phương truyền của tia catôt có đặc điểm như thế nào ?
- Khi tia catôt đ ậ p vào một vật nào đó sẽ làm cho vật đó nóng lên, chứng tỏ điều gì?
- Tia catôt có tính chất gì?
- Có thể ứng dụng tia catôt trong những trường hợp nào ? - Nêu cấu tạo của ống phóng điện tử, nguyên tắc hoạt động. - Hãy cho biết màn huỳnh quang có tác dụng gì ?
- Cặp bản thẳng đứng có tác dụng làm lệch chùm tia như thế nào ? Làm sao để làm được điều đó ?
- Cặp bản nằm ngang có tác dụng làm lệch chùm tia như thế nào ?
- Tại sao ống phóng tia điện tử trong các dao độn g kí điện tử được dùng để nghiên cứu những quá trình biến thiên nhanh ?
yếu tố nào ?
5 phút - Củng cố :Hãy nêu cách tạo ra dòng điện trong chân không, bản chất dòng điện trong chân không, và đặc điểm về chiều của dòng điện này ?
2. Kiểm tra bài cũ (2’)
- Môi trường như thế nào được gọi là chân không/
- Muốn có dòng điện trong một môi trường cần điều kiện gì ?
3. Tạo tình huống có vấn đề (1’)
Trong môi trường không tồn tại vật chất, nghĩa là không có hạt mang điện, vậy liệu chúng ta muốn tạo ra dòng điện trong môi trường ấy có được hay không? Nếu có thì bằng cách nào? Và hạt nào sẽ đóng vai trò hạt tải điện?
B. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (20 phút) : Nghiên cứu về dòng điện trong chân không.
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS thực hiện
thảo luận và trình bày các nhiệm vụ I. trong phiếu nhiệm vụ học tập.
-Tổng kết lại ý, cho HS chép bài.
Thực hiện thảo luận và
ghi chép lại. -1 nhóm trình bày trước lớp. -Các nhóm khác cho ý kiến. -Tổng hợp, ghi chép vào vở.
I.Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
•Khi catôt K bị đốt nóng, các êlectron tự do trong kim loại nhận được năng lượng cần thiết để có thể bứt ra khỏi mặt catôt. Hiện tượng này gọi là sự phát xạ nhiệt êlectron.
• Dòng điện trong điôt chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron bứt ra từ catôt bị nung nóng, dưới tác dụng của điện trường.
•Đặc điểm của dòng điện trong điôt chân không là chỉ đi theo một chiều từ anôt đến catôt.
Hoạt động 2 ( 10 phút): Tìm hiểu tia catôt
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS thực hiện thảo luận và trình bày các nhiệm vụ II. trong phiếu nhiệm vụ học tập. -Cho HS xem E-book trong quá trình thảo luận.
-Tổng kết lại ý, cho HS chép bài.
Thực hiện thảo luận và ghi chép lại.
-1 nhóm trình bày trước lớp. -Các nhóm khác cho ý kiến. -Tổng hợp, ghi chép vào vở.
Tia catôt là dòng các êlectron do catôt phát ra và bay trong chân không với tốc độ lớn. Các đặc điểm của tia catot.
Hoạt động 3 (7 phút): Tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của ống phóng điện tử.
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS thực hiện
thảo luận và trình bày các nhiệm vụ II. trong phiếu nhiệm vụ học tập.
-Tổng kết lại ý, cho HS chép bài.
Thực hiện thảo luận và
ghi chép lại. -1 nhóm trình bày trước lớp. -Các nhóm khác cho ý kiến. -Tổng hợp, ghi chép vào vở.
• Ống phóng điện tử là một ống chân không mà mặt trước của nó là màn huỳnh quang, phát ra ánh sáng khi bị êlectron đập vào. Phía đuôi (cổ ống) có nguồn phát êlectron (gồm dây đốt, catôt, các bản cực điều khiển hướng bay của êlectron).
•Khi đặt giữa anôt và catôt một hiệu điện thế đủ lớn, chùm êlectron phát ra từ dây đốt được tăng tốc và đi qua các cực điều khiển, tới đập vào những vị trí xác định trên màn huỳnh quang, tạo các điểm sáng trên màn.
Hoạt động 4 (5 phút) . Củng cố và dặn dò:
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS trả lời câu hỏi củng cố trong phiếu.
Thảo luận chung đưa ra câu trả lời
Bản chất, chiều dòng điện trong chân không.
C. HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
1. Củng cố kiến thức (3’)
- Cho học sinh tóm tắt những kiến thức cơ bản đã học trong bài.
2. Bài tập về nhà – Tìm hiểu (1’)
- Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập trong E-book
IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
……………… ………
……………… ………
Bài 22: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
– Hiểu đượcbản chất của dòng điện trong chất khí, mô tả được sự phụ thuộc của dòng điện vào h iệu điện thế.
– Dưới sự định hướng của GV, HS có thể thiết kế được phương án thí nghiệm kiểm tra dự doán về dòng điện trong chất khí ở điều kiện thường. Hiểu được thí nghiệm nghiên cứu dòng điện trong chất khí khi GV tiến hành.
– Mô tả được các 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 t hành tia catôt.
2. Kỹ năng
–Tiến hành thí nghiệm biểu diễn, từ đó rút ra kết luận của bài học.
– Rèn luyện cho HS kĩ năng giải thích các hiện tượng vật lí như : sét, hồ quang điện, sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp.
– Rèn luyện cho HS kĩ năng tự thu thập thông tin khi đọc tài liệu.
3. Thái độ
+ Giáo dục học sinh niềm tin vào khoa học.
II. CHUẨN BỊ
6. Giáo viên
+ Giao E-book cho HS, hướng dẫn cách sử dụng + Chuẩn bị 4 bộ thí nghiệm dòng điện trong chất khí.
2. Học sinh
- Ôn lại các kiến thức về chuyển động của các phân tử khí SGK 10 THPT. - Xem trước E-book, tìm hiểu trước nội dung bài học.
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (1’): Kiểm tra sĩ số, chia nhóm, phát phiếu nhiệm vụ học tập.
PHIẾU NHIỆM VỤ HỌC TẬPThời gian Nhiệm vụ Thời gian Nhiệm vụ
15 phút 1. Sự phóng điện trong chất khí
- Điều kiện để có dòng điện trong một môi trường bất kì ? - Ở điều kiện nào thì không khí trở nên dẫn điện ?
- Làm thí nghiệm như thế nào để chứng minh được không khí ở điều kiện bình thường không dẫn điện và khi được kích thích không khí trở nên dẫn điện ?
- Muốn tạo ra điện trường trong không khí ta phải làm thế nào ?
- Có thể sử dụng hai bản tụ điện phẳng không khí đã tích điện để tạo ra điện trường được không ?
- Phải bố trí thí nghiệm như thế nào để kiểm tra được khi không khí ở điều kiện thường thì không dẫn điện ?
- Có thể dùng vôn kế tĩnh điện để kiểm tra xem không khí giữa hai bản tụ điện có dẫn điện hay không ?
- Muốn không khí ở giữa hai bản tụ điện đã được tích điện cần phải kích thích để có các hạt mang điện, vậy phải kích thích bằng cách nào ?
- Có thể kích thích bằng cách đốt nóng không khí giữa hai bản tụ điện được không ? Tại sao ?
- Làm thế nào để biết được không khí giữa hai bản tụ điện khi bị đốt nóng sẽ dẫn điện ?
10 phút 2. Bản chất dòng điện trong chất khí
- Thế nào gọi là tác nhân ion hoá
- Vậy bản chất dòng điện trong chất khí là gì ?
3. Sự phụ thuộc của I vào U
- Dòng điện trong chất khí có tuân theo định luật Ôm không ? Vì sao ?
- Hãy cho biết khi tăng hiệu điện thế từ 0 đến Ub, từ Ub đến Uc và tiếp tục tăng U > Uc thì cường độ dòng điện biến thiên như thế nào ?
- Trình bày sự phóng điện tự lực (hay phóng điện duy trì) và tại sao nói quá trình phóng điện trong chất khí thường có kèm theo sự phát sáng.
15 phút 4. Các dạng phóng điện trong chất khí
- Tia lửa điện là sự phóng điện tự lực hay sự phóng điện không tự lực ? Vì sao ? - Sét thường xuất hiện khi nào ?
- Sét là sự phóng điện tự lực hay không tự lực ? - Hiệu điện thế để gây ra sét lớn hay bé ?
tiếng sét ?
- Trong hàn điện, chúng ta quan sát thấy hiện t−ợng gì ?
- Nếu được nhìn hiện tượng xảy ra khi hàn điện qua kính ảnh bảo vệ mắt ta sẽ thấy hình ảnh như hình 22.7 SGK, hãy mô tả hình ảnh đó ?
- Nêu các ứng dụng của hồ quang điện
15 phút 5. Sự phóng điện thành miền
- Tại sao sự phóng điện trong chất khí đ−ợc gọi là sự phóng điện thành miền, đó là những miền nào ?
– Khi áp suất trong ống giảm xuống thì số phân tử khí trong ống tăng hay giảm ? – Khi áp suất trong ống giảm xuống, và coi như trong ống là môi trường chân không thì có xảy ra sự ion chất khí nữa không ?
5 phút -So sánh tia lửa điện và hồ quang điện về điều kiện, nguyên nhân, bản chất và ứng dụng.
2. Kiểm tra bài cũ (2’)
- Nêu điều kiện để có dòng điện trong một môi trường ?
- Bản chất của dòng điện trong chất điện phân và dòng điện trong kim loại ?
3. Tạo tình huống có vấn đề (1’)
Trong các cơn mưa dông thường có sét. Vậy bản chất của sét là gì ?
B. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (20 phút) : Nghiên cứu về dòng điện trong chất khí và bản chất dòng điện trong chất
khí.
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS thực hiện
thảo luận và trình bày các
nhiệm vụ I.,II. trong
phiếu nhiệm vụ học tập.
Thực hiện thảo luận và
ghi chép lại.
-1 nhóm trình bày trước
Chất khí bình thường là môi trường cách điện, trong chất khí không có hạt tải điện. Khi có tác nhân ion hoá (ngọn lửa, tia tử ngoại,...), một số các phân tử khí trung hoà
-Tổng kết lại ý, cho HS chép bài. lớp. -Các nhóm khác cho ý kiến. -Tổng hợp, ghi chép vào vở.
bị ion hóa, tách thành các ion dương và êlectron tự do. Êlectron tự do lại có thể kết hợp với phân tử khí trung hòa thành ion âm. Các hạt điện tích này là hạt tải điện trong chất khí. Đây là sự dẫn điện không tự lực của chất khí. Khi mất tác nhân ion hóa, chất khí lại trở thành không dẫn điện.
Hoạt động 2 ( 20 phút): Tìm hiểu sự phụ thuộc của I vào U
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS thực hiện
thảo luận và trình bày các nhiệm vụ III. trong phiếu nhiệm vụ học tập.
-Cho HS xem E-book trong quá trình thảo luận. -Tổng kết lại ý, cho HS chép bài.
Thực hiện thảo luận và ghi chép lại. -1 nhóm trình bày trước lớp. -Các nhóm khác cho ý kiến. -Tổng hợp, ghi chép vào vở.
- Đường đặc tuyến vôn – ampe không phải là đường thẳng nên dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm.
– Khi tăng dần hiệu điện thế từ 0 đến Ub, cường độ tăng dần.
– Khi tăng hiệu điện thế từ từ Ub
đến Uc, cường độ dòng điện bằng
Ibh, không tăng cho dù U tăng.
– Khi U > Uc cường độ dòng điện tăng vọt lên.
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS thực hiện
thảo luận và trình bày các nhiệm vụ IV. trong phiếu nhiệm vụ học tập.
-Tổng kết lại ý, cho HS chép bài.
Thực hiện thảo luận và
ghi chép lại. -1 nhóm trình bày trước lớp. -Các nhóm khác cho ý kiến. -Tổng hợp, ghi chép vào vở.
- Tia lửa điện là 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 êlectron tự do.
Tia lửa điện có thể xảy ra trong không khí ở điều kiện thường, khi điện trường đạt đến giá trị ngưỡng vào khoảng 3.10P
6P P
V/m.
• Điều kiện tạo ra hồ quang điện : Nối hai
điện cực bằng than vào nguồn điện có hiệu điện thế 40 V đến 50 V. Thoạt đầu, hai điện cực được làm cho chạm vào nhau, và được nung nóng bởi dòng điện, để phát xạ nhiệt êlectron. Sau đó, tách hai đầu của điện cực ra một khoảng ngắn, ta thấy phát ra ánh sáng chói như một ngọn lửa.
•Ứng dụng của hồ quang điện :
- Trong hàn điện : một cực là tấm kim loại cần hàn, cực kia là que hàn. Do nhiệt độ cao của hồ quang xảy ra giữa que hàn và tấm kim loại, que hàn chảy ra lấp đầy chỗ cần hàn.
- Trong luyện kim : người ta dùng hồ quang điện để nấu chảy kim loại, điều chế các hợp kim.
- Trong hoá học : nhờ nhiệt độ cao của hồ quang điện, người ta thực hiện nhiều phản ứng hoá học.
- Trong đời sống và kĩ thuật : hồ quang điện được dùng làm nguồn sáng mạnh, như ở đèn biển. Hồ quang điện trong hơi natri, hơi thuỷ ngân...được dùng làm nguồn chiếu sáng công cộng.
Hạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp.
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS thực hiện
thảo luận và trình bày các nhiệm vụ V. trong phiếu nhiệm vụ học tập.
-Tổng kết lại ý, cho HS chép bài.
Thực hiện thảo luận và
ghi chép lại. -1 nhóm trình bày trước lớp. -Các nhóm khác cho ý kiến. -Tổng hợp, ghi chép vào vở.
- Có hai miền chính là miền tối (gọi là miền tối catôt) và miền
sáng (gọi là cột sáng anôt) ⇒ gọi là sự phóng điện thành miền.
– Khi áp suất rất thấp, môi trường trong ống được xem như môi trường chân không. Do đó dòng các êlectron phát ra từ catôt có thể chạy thẳng tới anôt mà không va chạm với các phân tử khác nên không làm phát quang.
– Dòng êlectron đó làm phát quang thuỷ tinh.
Hoạt động 3 (5 phút) . Củng cố và dặn dò:
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung kiến thức
-Yêu cầu HS giải thích câu hỏi đã nêu ở đầu bài.
Thảo luận chung đưa ra câu trả lời
Các đặc điểm chính của tia lửa điện và hồ quang điện.
1. Củng cố kiến thức (3’)
- Cho học sinh tóm tắt những kiến thức cơ bản đã học trong bài.
2. Bài tập về nhà – Tìm hiểu (1’)