Chuyên đề dòng điện trong các môi trường: chất điện phân, chân không, chất khí và chất bán dẫn

Tài liệu Vật lý 11

Chuyên đề dòng điện trong các môi trường: chất điện phân, chân không, chất khí và chất bán dẫn bồi dưỡng HSG Vật lí 11 gồm 24 trang, được trích dẫn từ cuốn sách Công Phá Đề Thi Học Sinh Giỏi Vật Lí Lớp 11 của tác giả Nguyễn Phú Đồng.

A – TÓM TẮT KIẾN THỨC
B – NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP
VẾ KIẾN THỨC VÀ KĨ NĂNG:
Cấu tạo tranzito Dòng điện trong chất điện phân Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương và âm theo hai chiều ngược nhau dưới tác dụng của điện trường (ion dương cùng chiều điện trường, ion âm ngược chiều điện trường). Khác với kim loại, khi nhiệt độ tăng, khả năng dẫn điện của chất điện phân sẽ tăng.
Khi điện phân, có hai trường hợp cần chú ý: Bình điện phân có dương cực tan: trường hợp này bình điện phân đóng vai trò như một điện trở Rp trong mạch điện. Bình điện phân có điện cực trơ: trường hợp này bình điện phân đóng vai trò như một máy thu điện có suất phản điện e’, điện trở trong r’. Vì hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương và âm nên cường độ dòng điện qua chất điện phân là tổng điện lượng của các ion dương và âm qua tiết diện S trong một đơn vị thời gian.
Dòng điện trong chân không Bình thường, chân không không dẫn điện được vì trong chân không không có sẵn các hạt tải điện. Khi đưa các hạt tải điện (electron) vào trong chân không vào đặt vào đó một điện trường thì các hạt tải điện đó sẽ chuyển dời có hướng tạo thành dòng điện trong chân không. Có thể tạo ra tia ca-tôt bằng cách: Cho phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp. Dùng súng electron. Khi môi trường khí trong ống thủy tinh gần như là chân không, các electron bay từ ca-tôt đến anôt không va chạm với phân tử khí nào để ion hóa nó thành ion dương và electron. Vì thế sẽ không làm cho ca-tôt phát ra electron, do đó không có quá trình phóng điện tự lực, tia ca-tôt sẽ biến mất.
VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
Với dạng bài tập về dòng điện trong chất điện phân. Phương pháp giải là: Sử dụng các công thức: Định luật Fa-ra-đay: m = 1 A. Với: F là hằng số Fa-ra-đây (C/mol) nếu m tính bằng g. A và n là khối lượng mol nguyên tử và hóa trị của chất thoát ra ở điện cực; I và t là cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua bình điện phân. Các định luật Ôm cho đoạn mạch điện trở (I = UR), toàn mạch (I = eR + r), các tính chất của đoạn mạch nối tiếp, song song; các tính chất của bộ nguồn ghép … để xác định cường độ dòng điện qua bình điện phân.
Một số chú ý: Trường hợp có hiện tượng cực dương tan (điện cực làm bằng kim loại của muối cần điện phân: điện cực tan): Bình điện phân được coi như là một điện trở Rp. Trường hợp không có hiện tượng cực dương tan (điện cực làm bằng kim loại khác với kim loại của muối cần điện phân: điện cực trơ hoặc bình điện phân chứa dung dịch a-xít): Bình điện phân được coi như là một máy thu điện. Nếu chất thoát ra là chất rắn: m = DV; D là khối lượng riêng, V là thể tích chất rắn. Nếu chất thoát ra là chất khí, cần sử dụng thêm các hệ thức về chất khí như: Điều kiện chuẩn.
Với dạng bài tập về dòng điện trong chân không. Phương pháp giải là: Sử dụng các công thức: Cường độ dòng điện: I = nee. Cường độ dòng điện bão hòa: Ibh = n0e. (ne là số electron đập vào a-nốt trong 1s; n0 là số electron bứt ra từ catôt trong 1s: ne < n0).
C – CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG

[ads]

TÀI LIỆU CÙNG CHUYÊN MỤC