a) Mạng điện trong gia đình sẽ không an toàn vì điện có thể truyền tới mọi nơi và mọi vật

b) Ô tô, xe máy sẽ không chạy được.

c) Ở các nhà máy điện sau khi được tạo ra sẽ không tích trữ được và truyền khắp nời mà không cần dây tải.

Trong chất khí, chủ yếu là các nguyên tử, phân tử trung hòa điện. Tuy nhiên vẫn tồn tại một số ít các ion dương, ion âm. Vì vậy, chất khí không hoàn toàn là chất cách điện.

Trong quá trình dẫn điện không tự lực của khí, dòng điện đạt giá trị bão hòa khi hiệu điện thế U giữa hai bản cực dương (+) và âm (-) đủ lớn để công của lực điện trường do nó sinh ra có thể đưa được toàn bộ các hạt tải điện (ion dương, ion âm, electron) được đưa vào khối khí (kể cả những hạt có động năng bằng không) về được các điện cực, tức là tham gia vào quá trình dẫn điện.

Gọi Wđ là động năng của hạt khi tải tới được điện cực;

v là vận tốc của hạt tải khi tới được điện cực;

m là khối lương của hạt tải, q là điện tích của hạt tải.

Theo định lí động năng, dòng điện đạt giá trị bão hòa khi: Wđ = (${\mathrm{mv}}^2$)/2 = |q|U

• Khi có quá trình nhân số hạt tải điện thì cường độ điện trường tại các điểm khác nhau ở giữa hai bản cực không giống nhau.

• Vì mật độ hạt tại các điểm khác nha trong điện trường là khác nhau, sinh ra sự chênh lệch giữa các vị trí và cường độ điện trường tại các điểm khác nhau sẽ khác nhau.

Khi mưa giông, các đám mây ở gần mặt đất thường tích điện âm và mặt đất tích điện dương. Giữa đám mây và mặt đất có hiệu điện thế rất lớn. Những chỗ nhô cao trên mặt đất như gò hay ngọn cây là nơi có điện tích tập trung nhiều nên điện trường rất mạnh, dễ dàng có sự phóng tia lửa điện giữa đám mây và những chỗ đó gọi là sét.

Vì vậy, để tránh sét, ta không cần đứng trên những gò cao hoặc trú dưới gốc cây mà nên nằm dán xuống đất.

A và B là hai bản cực kim loại, ℰ là nguồn điện có suất điện động khoảng vài chục vôn, G là một điện kế nhạy, V là vôn kế, Đ là đèn ga (đặt giữa hai bản cực). Chỉnh con chạy của biến trở R để vôn kế V chỉ giá trị nào đó và quan sát điện kế G.

- Khi không đốt đèn ga Đ, kim điện kế hầu như chỉ số 0 vì bình thường chất khí hầu như không dẫn điện do trong chất khí có sẵn rất ít hạt tải điện.

- Khi đốt đèn ga, kim điện kế lệch đáng kể khỏi vị trí số 0

- Kéo đèn ga ra xa, dùng quạt thổi khí nóng đi qua giữa hai bản cực, kim điện kế vẫn lệch.

- Tắt đèn, chất khí lại hầu như không dẫn điện.

- Thay đèn ga bằng đèn thủy ngân (tia tử ngoại) và làm thí nghiệm tương tự như trên, ta cũng thấy kết quả tương tự.

Vậy ngọn lửa ga và bức xạ của đèn thủy ngân đã làm tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí.

Trong thí nghiệm trên, cách đưa hạt tải điện vào trong chất khí thực chất là việc nung nóng chất khí bằng đèn ga để các phân tử khí bị ion hóa tạo thành các ion dương và êlectron tự do.

Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong quá trình phóng điện qua chất khí:

Trước hết, do tác nhân ion hóa, trong chất khí có các hạt tải điện là ion dương và electron tự do. Các hạt tải điện này chuyển động về hai điện cực, ion dương chuyển động cùng chiều điện trường, electron tự do chuyển động ngược chiều điện trường. Electron có kích thước nhỏ hơn ion dương nên đi được quãng đường dài hơn ion dương trước khi va chạm với một phân tử khí. Năng lượng mà êlectron nhận được từ điện trường ngoài trong quãng đường bay tự do lớn hơn năng lượng mà ion nhận được khoảng 5 đến 6 lần. Trong quá trình chuyển động có hướng, electron có năng lượng đủ lớn nên khi va chạm vào phân tử trung hòa thì nó ion hóa phân tử làm xuất hiện thêm ion dương và electron. Quá trình diễn ra theo kiểu thác lũ làm mật độ electron tăng nhanh cho đến khi electron đến anot.

   + Nguyên nhân gây ra tia lửa điện là do sự ion hóa chất khí do va chạm (vì điện trường mạnh) và sự ion hóa chất khí do tác dụng của các bức xạ phát ra trong tia lửa điện.

   + Nguyên nhân gây ra hồ quang điện là do hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử và sự bật các electron ra khỏi catôt khi các ion dương có năng lượng lớn đập vào.

Dòng điện trong hồ quang điện được tạo ra do quá trình phóng điện tự lực được 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 điện tử. Vì vậy dòng điện trong hồ quang điện chủ yếu là dòng electron chạy từ catot đến anot.

Muốn hàn điện, ban đầu người thợ hàn phải chạm que hàn vào vật cần hàn, khi đó mạch điện bị nối tắt, dòng điện trong mạch rất lớn làm cho điểm tiếp xúc nóng đỏ. Khi tách que hàn khỏi vật cần hàn một khoảng ngắn, dòng điện bị ngắt đột ngột, trong đó không khí lúc này xảy ra sự phóng điện giữa que hàn và vật hàn, đó là nguyên nhân gây ra hồ quang điện. Nhiệt độ của que hàn sẽ rất cao làm que hàn nóng chảy vào chỗ cần hàn và hàn kín nó lại.

Dòng điện trong chất khí chỉ có thể là dòng chuyển dời có hướng của các electron và ion trong chất khí hoặc đưa từ bên ngoài vào trong chất khí.

Chọn đáp án: D

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực của chất khí, hình thành do catot bị nung nóng phát ra electron.

Chọn đáp án: B

a) Quan sát bảng số liệu ta thấy ở khoảng cách d = 600mm = 0,6m thì hiệu điện thế là: U = 300000 V

→ E = U/d = 300000/0,6 = 500000V/m

Khoảng cách giữa đám mây cao 200m và một ngọn cây cao 10m.

d1 = 200 – 10 = 190 m

⇒ Hiệu điện thế đã sinh ra tia sét giữa dám mây và ngọn cây là:

U1 = E.d1 = 500000. 190 = 0,95.108 V/m

b) Từ bảng số liệu ta thấy ở khoảng cách d = 6,1mm = 0,0061m thì hiệu điện thế là: U = 20000 V

→ E = U/d = 20000/0,0061 = 3,3.106 V/m

Khoảng cách giữa hai cực của bugi xe máy khoảng d2 ≤ 1mm

⇒ Hiệu điện thế tối thiểu giữa hai cực của bugi xe máy khi xe chạy bình thường: U2 = E.d2 = 3,3.106.1.10-3 = 3300 V

c) Từ bảng số liệu ta thấy ở khoảng cách d = 410 mm = 0,41m thì hiệu điện thế là: U = 200000 V

→ E = U/d = 200000/0,41 = 487800 V/m

Khoảng cách từ đường dây điện U3 = 120kV tới chỗ đứng có nguy cơ bị điện giật là:

Dựa vào hiệu ứng tuyết lở để giải thích: Từ hình 15.5 SGK ta thấy:

Ban đầu có 1electron, 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 λ = 4 cm thì mỗi electron có thể ion hóa các phần tử khí và sinh thêm được 1 electron. Vậy số electron có ở các khoảng cách điều điện cực 4n (với n = 1,2,3,..) lần lượt là:

• n = 1 → l = 4cm: có 2 electron → số electron sinh thêm là: 2 – 1 = 1 hạt

• n = 2 → l = 8cm: có 4 electron → số electron sinh thêm là: 4 – 2 = 2 hạt

• n = 3 → l = 12cm: có 8 electron → số electron sinh thêm là: 8 – 4 = 4 hạt

• n = 4 → l = 16cm: có 16 electron → số electron sinh thêm là: 16 – 8 = 8 hạt

• n = 5 → l = 20cm: có 32 electron → số electron sinh thêm là: 32 – 16 = 16 hạt

Vậy tổng số electron sinh ra từ 1 electron ban đầu khi bay từ cực âm đến cực đương là: N1 = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31 hạt

Tương ứng với mỗi electron sinh ra xuất hiện thêm một ion dương.

Vậy tổng số hạt sinh ra từ 1 electron ban đầu khi bay từ cực âm đến cực dương là: N = 2.N1 = 62 hạt

Đáp số: N = 62 hạt