Bài 13. Dòng điện trong kim loại

CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Bản chất dòng điện trong các môi trường: kim loại, chất điện phân, chất khí, bán dẫn.
Ứng dụng của dòng điện trong các môi trường trên.
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT VÀO NHIỆT ĐỘ
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Bài 13:
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết: 25
Ion +
Electron trong nguyên tử
Hạt nhân
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Cấu trúc mạng tinh thể của KL đồng
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Hãy Trả lời
Các hạt điện tích trong KL chuyển động như thế nào? Điện tích tự do trong KL là gì?

Các electron tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn khắp khối KL, các ion dương dao động tại chỗ quanh nút mạng.
Hạt mang điện tự do trong KL là các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử.
Tiết 25
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Chuyển động của electron tự do khi chưa có điện trường ngoài.
Tiết 25
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
E
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Chuyển động của electron tự do khi có điện trường ngoài
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Hỗn loạn
không ngừng
Có hướng
Có dòng điện
Không có
dòng điện
Vậy: Dưới tác dụng của điện trường ngoài, làm các electron chuyển động có hướng tạo ra dòng điện trong mạch.

Nhận xét!
Nguyên nhân nào gây ra điện trở của kim loại?
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
Trong quá trình chuyển động có hướng của electron tự do, chúng va chạm với ion dương ở nút mạng tinh thể là nguyên nhân gây ra điện trở của KL.
Tiết 25
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Khi nhiệt độ tăng, điện trở của kim loại có thay đổi không? Vì sao?
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Theo thuyết electron, khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các ion dương trong mạng tinh thể tăng (một trong các nguyên nhân làm mạng tinh thể mất trật tự), làm cho electron va chạm với ion dương càng nhiều, càng làm tăng sự cản trở chuyển động của các electron tự do. Vì vậy, khi nhiệt độ tăng thì điện trở kim loại tăng.
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Vì sao KL dẫn điện tốt?
- Mật độ các electron tự do trong kim loại rất cao (khoảng 1028/m3) nên kim loại dẫn điện tốt.


NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
2. Bản chất dòng điện trong kim loại
Tiết 25
Kết Luận: Dòng điện trong KL là dòng chuyển động có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
2. Bản chất dòng điện trong kim loại
* Ứng dụng :
Với vật KL hình trụ thì điện trở tuân theo công thức:

Trong đó:
l và S là chiều dài và tiết diện của dây dẫn.
ρ : điện trở suất của kim loại (đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của KL)
Ta đã biết điện trở của KL phụ thuộc vào nhiệt độ vậy điện trở suất của KL có phụ thuộc vào nhiệt độ không? Để hiểu rõ hơn ta sang phần tiếp theo.

DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng gần đúng theo hàm bậc nhất với nhiệt độ.
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
ρ0 : điện trở suất của kim loại ở t0 (0C)
thường lấy là 200C
ρ : điện trở suất của kim loại ở t (0C)
Trong đó:
* Hệ số nhiệt điện trở α của mỗi kim loại phụ thuộc vào:
- Nhiệt độ
- Độ sạch và chế độ gia công vật liệu đó
Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ

NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
Bảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại ở 200 C
Tại sao trong thực tế người ta thường dùng KL đồng để làm dây dẫn điện?
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
Bảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại ở 200 C
NỘI DUNG BÀI HỌC
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
Khi nhiệt độ giảm thì điện trở của kim loại thay đổi như thế nào?
- ĐVĐ chuyển mục: để tìm hiểu kỹ hơn về điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp, ta sang mục tiếp theo.
NỘI DUNG BÀI HỌC
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
III. Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
Hãy quan sát đồ thị thu được về sự phụ thuộc của điện trở của cột thuỷ ngân vào nhiệt độ, sau đó nêu nhận xét sự thay đổi điện trở của cột thuỷ ngân ở lân cận nhiệt độ 4 K ?
Điện trở của một cột thủy ngân phụ thuộc vào nhiệt độ
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
NỘI DUNG BÀI HỌC
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
III. Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
- Khi nhiệt độ giảm thì điện trở của KL giảm, đến gần 0 K, điện trở của kim loại sạch đều rất bé ( vì mạng tinh thể càng bớt mất trật tự).
Nhiều tính chất khác như từ tính và nhiệt
dung cũng thay đổi đột ngột ở nhiệt độ này.
Ta nói rằng các vật liệu ấy đã chuyển sang
trạng thái siêu dẫn.
Khi nhiệt độ thấp hơn
một nhiệt độ tới hạn Tc
thì điện trở của một số kim
loại và một số chất giảm
xuống bằng 0.
Thế nào là hiện tượng siêu dẫn?
NỘI DUNG BÀI HỌC
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
III. Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở suất
của một số vật liệu giảm đột ngột xuống bằng 0
khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn
một giá trị Tc nhất định, gọi là nhiệt độ tới hạn.
Giá trị này phụ thuộc vào bản thân vật liệu.

Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới
NỘI DUNG BÀI HỌC
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
III. Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
Các bạn đã biết, muốn có dòng điện phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn. Có nghĩa là phải có một nguồn điện ở 2 đầu vật dẫn.
Vậy, có cách nào tạo ra hai đầu mạch kín một hiệu điện thế mà không cần đến một nguồn điện đặt vào mạch hay không?
Các bạn quan sát thí nghiệm sau.
9
4
2
0
2
4
6
V
6mA
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
Tiết 25
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
Tiết 25
Bài 13: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
III. Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
IV. Hiện tượng
nhiệt điện
* Hai đoạn dây kim loại có bản chất khác nhau được nối kín với nhau bởi hai mối hàn được gọi là một cặp nhiệt điện.
Khi nhiệt độ 2 mối hàn khác nhau thì trong cặp nhiệt điện có một suất điện động nhiệt điện E. Đó là hiện tượng nhiệt điện.

* Suất điện động nhiệt điện:
T1 : nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ cao hơn (K)
T2 : nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ thấp hơn (K)
NỘI DUNG BÀI HỌC
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
III. Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
IV. Hiện tượng
nhiệt điện
Bảng một số cặp nhiệt điện thường dùng
* Ứng dụng:.
- Nhiệt kế nhiệt điện
- Pin nhiệt điện
NỘI DUNG BÀI HỌC
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ
III. Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
IV. Hiện tượng
nhiệt điện
Tiết 25
KIẾN THỨC CẦN NHỚ
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Tiết 25
Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
Điện trở suất của KL tăng gần đúng theo hàm bậc nhất với nhiệt độ: ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở của KL đột ngột giảm xuống đến 0 khi nhiệt độ KL thấp hơn một nhiệt độ tới hạn TC nào đó.
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau thành mạch kín. Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện ξ = αT (T1 –T2) , αT là hệ số nhiệt điện động.
Chọn câu trả lời đúng !
Khi nhiệt độ của một dây dẫn kim loại tăng thì điện trở của dây dẫn đó
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Hệ số nhiệt điện trở của kim loại phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Hạt tải điện trong kim loại là
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung thích hợp ở cột bên phải.
Column 1
Column 2
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Một dây bạch kim ở 200C có điện trở suất 10,6.10-8 . Tính điện trở suất của dây bạch kim này ở 11200C. Giả thiết điện trở suất của dây bạch kim tăng bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiêt điện trở không đổi là 3,9.10-3K-1.
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Nối cặp nhiệt điện đồng – cosntantan với một milivon kế thành một mạch kín. Nhúng mối hàn thứ nhất vào nước đá đang tan và mối hàn thứ hai vào hơi nước đang sôi, milivon kế chỉ 4,25 mV. Tính hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện này
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Câu nào dưới đây nói về hiện tượng nhiệt điện là không đúng?
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Chọn câu đúng, sai trong các câu sau
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Chọn câu trả lời đúng
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Nếu gọi là điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ ban đầu t0 thì điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức nào sau đây?
Đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Không đúng, click bất cứ nơi đâu để tiếp tục
Bạn đã trả lời đúng !
Câu trả lời của bạn là:
Câu trả lời đúng là:
Bạn trả lời chưa đúng, bạn phải hoàn thành mới được tiếp tục !
Bạn phải hoàn thành câu hỏi này trước khi có thể tiếp tục
Quiz
Question Feedback/Review Information Will Appear Here