Bài 13. Dòng điện trong kim loại

CHƯƠNG III
DÒNG ĐiỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẠC LIÊU
TỔ LÝ – CÔNG NGHỆ
GV: MAI HOÀNG LINH PHI
Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng
Dòng điện trong các môi trường:
Bản chất của hạt tải điện.
Phương thức chuyển dời có hướng của chúng để tạo thành dòng điện.
Nhắc lại: Dòng điện là gì?
Điều kiện cần để có dòng điện là gì?
Phải có hạt tải điện tự do
BÀI 17
DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG
Các tính chất điện của kim loại.
Electron tự do trong kim loại.
Giải thích tính chất điện của kim loại.
Củng cố và vận dụng.
Nhiệm vụ về nhà.
1. Các tính chất điện của kim loại
Kim loại là chất dẫn điện tốt.
Điện trở suất của kim loại rất nhỏ  Điện dẫn suất của kim loại rất lớn (  = 1 /  )
Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm (khi nhiệt độ được giữ không đổi).
Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ.
 = 0 [1 +  ( t – t0 ) ]
 : hệ số nhiệt điện trở
Bảng điện trở suất
và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại
2. Electron tự do trong kim loại
Trong kim loại: Các nguyên tử bị mất electron hóa trị  iôn dương.
* Các iôn dương sắp xếp trật tự tuần hoàn  mạng tinh thể.
* Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể  electron tự do.
Kim loại khác nhau: mật độ electron tự do khác nhau và không thay đổi đối với mỗi kim loại.
Mô hình mạng tinh thể đồng
3. Giải thích tính chất điện của kim loại
a. Bản chất của dòng điện trong kim loại:
-
-
-
-
-
-
-
-
Khi không có điện trường ngoài  các electron tự do chuyển động hỗn loạn  không tạo thành dòng điện.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Khi có điện trường ngoài:
Các electron ngoài chuyển động hỗn loạn, còn có chuyển động có hướng, ngược chiều điện trường  dòng điện trong kim loại
Vậy: Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường.
Vậy: Bản chất của dòng điện trong kim loại là gì?
Tại sao kim loại dẫn điện tốt?
 Mật độ hạt tải điện trong kim loại lớn nên kim loại dẫn điện tốt.
Nguyên nhân gây ra điện trở trong kim loại là gì?
Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại đã cản trở chuyển động có hướng của các electron tự do  điện trở trong kim loại.
Tại sao điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ?
 Khi nhiệt độ càng cao, sự mất trật tự của mạng tinh thể càng tăng  tăng sự cản trở chuyển động của các electron tự do  điện trở suất kim loại tăng.
Giải thích tại sao khi có dòng điện chạy qua, dây dẫn kim loại nóng lên?
Các electron chuyển động dưới tác dụng của lực điện trường  thu năng lượng. Khi va chạm với mạng tinh thể  electron truyền năng lượng cho mạng tinh thể  nội năng kim loại tăng (dây dẫn kim loại nóng lên khi có dòng điện chạy qua)
b. Giải thích các tính chất điện của kim loại
4. Củng cố và vận dụng
Câu hỏi củng cố
1. Câu nào sai?
A. Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do.
B. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm nếu nhiệt độ kim loại được giữ không đổi.
C. Hạt tải điện trong kim loại là iôn.
D. Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
2. Câu nào đúng?
Khi nhiệt độ của kim loại tăng, điện trở của nó sẽ:
A. giảm đi.
B. không thay đổi.
C. tăng lên.
D. Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần.
4. Củng cố và vận dụng
Bài tập vận dụng:
Một sợi dây đồng có điện trở 74  ở 500C. Điện trở của sợi dây đó ở 1000C là bao nhiêu?
Hướng dẫn:
Ta có: R1 = R0 [ 1 +  ( t1– t0 ) ]
R2 = R0 [ 1 +  ( t2 – t0 ) ]
5. Nhiệm vụ về nhà
Ở 2000C điện trở suất của bạc là 1,62.10-6 Ω.m. Biết hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10-3K-1.Hỏi ở 330K thì điện trở suất của bạc là bao nhiêu?
Xem kỹ tính dẫn điện của kim loại.
"Sự sáng tạo không phải là sản phẩm của suy luận lô-gic, dù rằng sản phẩm cuối cùng gắn liền với một cấu trúc lô-gic."
Albert Einstein