Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Câu 1:
Dòng điện là:
A) Dòng chuyển dời của các hạt mang điện.
B) Dòng chuyển động hỗn loạn của các hạt mang điện.
C) Dòng chuyển dời có hướng của các nguyên tử.
D) Dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.
Kiểm tra kiến thức cũ:
Câu 2:
Điều kiện để có dòng điện trong vật dẫn là:
A) Giữa hai đầu một vật có một hiệu điện thế.
B) Giữa hai đầu vật dẫn có một hiệu điện thế.
C) Phải có một vật dẫn.
D) Phải có một nguồn điện.
Chương III
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Bài 13:
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
1.Trong kim loại các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.Các ion dương dao động xung quanh VTCB là các nút mạng. Nhiệt độ càng cao dao động nhiệt càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
2.Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do với mật độ n không đổi. Chúng CĐ hỗn loạn tạo thành khí electron choán toàn bộ thể tích của khối kim loại và không sinh ra dòng điện nào
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Cấu trúc mạng tinh thể.
Mô hình mạng tinh thể đồng
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
3.Điện trường E do nguồn điện ngoài sinh ra đẩy khí electron trôi ngược chiều điện trường tạo nên dòng điện
Các electron chuyển động hỗn loạn, chưa tạo thành dòng điện (đèn chưa sáng).
Chuyển động của e khi chưa có điện trường ngoài
Chuyển động của e khi có điện trường ngoài
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
3.Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động
của các (e) tự do,là nguyên nhân gây ra điện trở của KL
Các loại mất trật tự thường gặp là chuyển động nhiệt của các ion dương, sự méo mạng do biến dạng cơ và các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại
Sự va chạm giữa các electron và ion dương khi có điện trường
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bản chất dòng điện trong kim loại.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
1) Kết quả từ thực nghiệm
( Theo dõi bảng số liệu và đồ thị tương ứng )
2) Nhận xét:
Điện trở suất của Kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ và
bản chất kim loại
.
3) Biểu thức:
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
Kim loại
0 (Ωm)
α(K-1 )
Bạc
Đồng
Bạch kim
Nhôm
Sắt
1,62.10-8
10,6.10-8
1,69.10-8
2,75.10-8
9,68.10-8
Vonfram
5,25.10-8
4,1.10-3
4,3.10-3
3,9.10-3
4,4.10-3
6,5.10-3
4,5.10-3
Điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại
Hiện tượng siêu dẫn.
a. Kết quả thu được từ thực nghiệm.
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Quan sát đồ thị thu được hãy cho biết sự phụ thuộc của điện trở của cột thuỷ ngân vào nhiệt độ? Nhận xét sự thay đổi điện trở của cột thuỷ ngân ở lân cận nhiệt độ 40C ?
Hiện tượng khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ TC nào đó, điện trở của kim loại (hợp kim) giảm đột ngột đến giá trị bằng không được gọi là hiện tượng siêu dẫn.
Kết luận Hiện tượng siêu dẫn.
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Nhiệt độ TC gọi là nhiệt độ tới hạn
Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
1)Thí nghiệm.
Hiện tượng gì xảy ra khi tăng độ chênh lệch của hai mối hàn A và B bằng cách đốt nóng một mối hàn?
V
T2
T1
nước đá
ngọn nến
dây constantan
dây đồng
9
4
2
0
2
4
6
V
0:6 mV
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
2) Kết quả thí nghiệm.

IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Trong mạch xuất hiện dòng điện có chiều hướng từ mối hàn có nhiệt độ thấp sang mối hàn có nhiệt độ cao.
Suất điện động ξ gọi là suất điện động nhiệt điện. Bộ dây dẫn kim loại khác bản chất hàn hai đầu với nhau được gọi là cặp nhiệt điện.
2) Kết quả thí nghiệm.
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Suất điện động tuy nhỏ nhưng ổn định theo thời gian và điều kiện thí nghiệm.
Thí nghiệm chứng tỏ rằng:
T1(K) là nhiệt độ ở đầu nóng.
T2 (K) là nhiệt độ ở đầu lạnh
αt (V.K-1) là hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vào bản chất 2 loại vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện.
2)Kết quả thí nghiệm.
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
3) Kết luận.
Hiện tượng xuất hiện Suất điện động nhiệt điện trong một mạch kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau gọi là hiện tượng nhiệt điện.
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Suất điện động tạo ra dòng điện trong trường hợp này gọi là suất điện động nhiệt điện.
4)Ứng dụng của cặp nhiệt điện:
Nhiệt kế nhiệt điện.
Pin nhiệt điện.
mV
nhiệt điện kế
a
b
hai dây a, b được đặt trong ống sứ c để bảo vệ cho mối hàn 1 tránh tác dụng hoá học.
1
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Kiến thức trọng tâm của bài học
Hạt tải điện trong kim loại là các e tự do. Mật độ e tự do cao nên kim loại dẫn điện tốt.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường
Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể làm cản trở chuyển động của các e tự do, làm cho điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ gần giá trị 0 thì điện trở của kim loại sạch đều rất nhỏ.
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi ở nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ tới hạn TC .
Cặp nhiệt điện là 2 dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn với nhau.Khi nhiệt độ 2 mối hàn khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện ξ = αT (T1 –T2), αT là hệ số nhiệt điện động.
Củng cố bài học
Câu 1: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ:
A. Giảm đi.
B. Không thay đổi.

D. Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần.
Câu hỏi trắc nghiệm
C. Tăng lên.
Câu 2: Hạt tải điện cơ bản trong kim loại là:

B. Các ion âm
C. Các ion dương
D. Các nguyên tử
A. Các electron tự do chuyển động trong mạng tinh thể kim loại.
Hướng dẫn về nhà
Học bài và trả lời các câu hỏi 1,2,3,4 SGK
Làm bài tập 5,6,9 SGK
Ôn tập thuyết điện li trong hóa học, tìm hiểu hiện tượng điện phân
Đọc trước bài 14