Dòng điện trong các môi trường ( đầy đủ- chi tiết)

1. Dòng điện trong chất khí:

Trong điều kiện thường thì chất khí không dẫn điện. Chất khí chỉ dẫn điện khi trong lòng nó có sự ion hóa các phân tử.

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.

Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn thì xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.

Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục được quy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là quá trình phóng điện tự lực.

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catod để nó phát được eletron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

2. Dòng điện trong chân không:

Là dòng chuyển động ngược chiều điện trường của các electron bứt ra từ điện cực.

Diot chân không chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều, nó gọi là đặc tính chỉnh lưu.

Dòng electron được tăng tốc và đổi hướng bằng điện trường và từ trường và nó được ứng dụng ở đèn hình tia catot (CRT).

3. Dòng điện trong chất bán dẫn:

Một số chất ở phân nhóm chính nhóm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khác nhau có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện, gọi là bán dẫn.

Bán dẫn dẫn điện hằng hai loại hạt tải là electron và lỗ trống.

Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron bằng mật độ lỗ trống. Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống rất lớn hơn mật độ electron. Ở bán dẫn loại n, mật độ electron rất lớn hơn mật độ lỗ trống.

Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện đi theo một chiều từ p sang n. Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu. Đặc tính này được dùng để chế tạo diot bán dẫn. Bán dẫn còn được dùng chế tạo transistor có đặc tính khuyếch đại dòng điện.

II. Câu hỏi và bài tập:

17.Dòngđiệntrongkimloại

Câu 3.1 Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ

A. Giảm đi.

C. Tăng lên.

B. Không thay đổi.

D. Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần.

Giải: Chọn: C

Hướng dẫn: Điện tở của dây kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ  R_t = R₀(1+ αt), với hệ số nhiệt điện trở α > 0 nên khi nhiệt độ tăng thì điện trở của dây kim loại tăng.

Câu 3.2 Nguyên nhân gây ra hiện tượng toả nhiệt trong dây dẫn khi có dòng điện chạy qua là:

A. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron truyền cho ion(+) khi va chạm.

B. Do năng lượng dao động của ion (+) truyền cho eclectron khi va chạm.

C. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron truyền cho ion (-) khi va chạm.

D. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron, ion (-) truyền cho ion (+) khi va chạm.

Giải: Chọn: A

Hướng dẫn: Nguyên nhân gây ra hiện tượng toả nhiệt trong dây dẫn khi có dòng điện chạy qua là do năng lượng của chuyển động có hướng của electron truyền cho ion(+) khi va chạm.

Câu 3.3 Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là:

A. Do sự va chạm của các electron với các ion (+) ở các nút mạng.

B. Do sự va chạm của các ion (+) ở các nút mạng với nhau.

C. Do sự va chạm của các electron với nhau.

D. Cả B và C đúng.

Giải: Chọn: A

Hướng dẫn: Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là do sự va chạm của các electron với các ion (+) ở các nút mạng.

Câu 3.4 Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của thanh kim loại cũng tăng do: A. Chuyển động vì nhiệt của các electron tăng lên.

B. Chuyển động định hướng của các electron tăng lên.

C. Biên độ dao động của các ion quanh nút mạng tăng lên.
D. Biên độ dao động của các ion quanh nút mạng giảm đi.
Giải: Chọn: C
Hướng dẫn: Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của thanh kim loại cũng tăng do
biên độ dao động của các ion quanh nút mạng tăng lên.
Câu 3.5 Một sợi dây đồng có điện trở 74Ω ở \(50^{0}C\) có điện trở suất  \(\alpha = 4,1.10^{-3} K^{-1}\) Điện trở của sợi dây đó ở \(100^{0}C\) là : 

A. 86,6Ω                              B. 89,2Ω                           C. 95Ω                         D. 82Ω
Giải: Chọn: A
Hướng dẫn: Áp dụng công thức  R_t = R₀(1+ αt) ta suy ra \(\frac{R_{1}}{R_{2}} = \frac{1+\alpha t_{1}}{1+\alpha t_{2}} \Leftrightarrow R_{2}=R_{1} \frac{1+\alpha t_{2}}{1+\alpha t_{1}} = 86,6 (\Omega )\)
Câu 3.6 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Hạt tải điện trong kim loại là electron.
B. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm nếu nhiệt độ trong kim loại
được giữ không đổi
C. Hạt tải điện trong kim loại là iôn dương và iôn âm.
D. Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
Giải: Chọn: C
Hướng dẫn: Hạt tải điện trong kim loại là electron. Hạt tải điện trong chất điện
phân là ion dương và ion âm.
Câu 3.7 Một sợi dây bằng nhôm có điện trở 120Ω ở nhiệt độ 20⁰C điện trở của sợi dây đó ở 179⁰C là 204Ω. Điện trở suất của nhôm là:
A. 4,8.10^-3 K^-1                        B. 4,4.10^-3 K^-1                   C. 4,3.10^-3 K^-1                   D. 4,1.10^-3 K^-1
Giải:.7 Chọn: A
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 3.5 suy ra \(\alpha = \frac{R_{2}-R_{1}}{R_{1}t_{2}+R_{2}t_{1}} = 4,827.10^{-3} K^{-1}\)
Câu 3.8 Phát biểu nào sau đây là đúng?
Khi cho hai thanh kim loại có bản chất khác nhau tiếp xúc với nhau thì:
A. Có sự khuếch tán electron từ chất có nhiều electron hơn sang chất có ít electron hơn.
B. Có sự khuếch tán iôn từ kim loại này sang kim loại kia.
C. Có sự khuếch tán eletron từ kim loại có mật độ electron lớn sang kim loại có mật độ electron nhỏ hơn.
D. Không có hiện tượng gì xảy ra.
Giải: Chọn: C
Hướng dẫn: Khi cho hai thanh kim loại có bản chất khác nhau tiếp xúc với nhau
thì có sự khuếch tán eletron từ kim loại có mật độ electron lớn sang kim loại có
mật độ electron nhỏ hơn.
Câu 3.9 Để xác định được sự biến đổi của điện trở theo nhiệt độ ta cần các dụng cụ:
A. Ôm kế và đồng hồ đo thời gian.
B. Vôn kế, ampe kế, cặp nhiệt độ.
C. Vôn kê, cặp nhiệt độ, đồng hồ đo thời gian.
D. Vôn kê, ampe kế, đồng hồ đo thời gian.
Giải: Chọn: B
Hướng dẫn: Để xác định được sự biến đổi của điện trở theo nhiệt độ ta cần các
dụng cụ: vôn kế, ampe kế, cặp nhiệt độ.
18. Hiện tượng siêu dẫn
Câu 3.10 Hai thanh kim loại được nối với nhau bởi hai đầu mối hàn tạo thành một
mạch kín, hiện tượng nhiệt điện chỉ xảy ra khi:
A. Hai thanh kim loại có bản chất khác nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn bằng nhau.
B. Hai thanh kim loại có bản chất khác nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn khác nhau.
C. Hai thanh kim loại có bản chất giống nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn bằng nhau.
D. Hai thanh kim loại có bản chất giống nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn khác nhau.
Giải: Chọn: B

Hướng dẫn: Hai thanh kim loại được nối với nhau bởi hai đầu mối hàn tạo thành một mạch kín, hiện tượng nhiệt điện chỉ xảy ra khi hai thanh kim loại có bản chất khác nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn khác nhau.