Bài 13. Dòng điện trong kim loại
Chia sẻ bởi Hán Bích Thủy |
Ngày 18/03/2024 |
8
Chia sẻ tài liệu: Bài 13. Dòng điện trong kim loại thuộc Vật lý 11
Nội dung tài liệu:
CHƯƠNG III.
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Dòng điện trong kim loại
Dòng nhiệt điện, hiện tượng siêu dẫn
Dòng điện trong chất điện phân
Dòng điện trong chân không
Dòng điện trong chất khí
Dòng điện trong chất bán dẫn
BÀI 17 - TIẾT 27
DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
1. Các tính chất điện của kim loại
Điện trở suất của một số chất ở 200C
Điện trở suất của kim loại rất nhỏ tức là điện dẫn suất của kim loại rất lớn. Kim loại dẫn điện tốt
Điện dẫn suất của kim loại:
1. Các tính chất điện của kim loại
Đối với dây dẫn kim loại: ở một nhiệt độ nhất định
đường đặc tuyến vôn-am pe là một đường như
thế nào? Từ đó có kết luận gì về dòng điện trong KL?
Ở nhiệt độ nhất định, đường đặc tuyến vôn-ampe là một đoạn thẳng. Vì R không phụ thuộc vào hiệu điện thế U. Vậy dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm
Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt
1. Các tính chất điện của kim loại
Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ
1. Các tính chất điện của kim loại
Điện trở suất của kim loại phụ thuộc nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất
Trong đó:
ρ0 : điện trở suất của kim loại ở t0 (0C)
ρ : điện trở suất của kim loại ở t (0C)
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
* 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
ρ = ρ0[1+α(t-t0)]
1. Các tính chất điện của kim loại
Điện trở suất và hệ số nhiệt điện của một số kim loại tiêu biểu
2. Electron tự do trong kim loại
Một ô mạng tinh thể của đồng, quan sát và nhận xét.
2. Electron tự do trong kim loại
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Kim loại có cấu trúc tinh thể, trong KL nguyên tử bị mất eletron hóa trị trở thành ion+ sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo thành mạng tinh thể.
Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn gọi là electron tự do, mật độ electron tự do rất lớn ( 1028/m3 ) nên tạo thành khí electron tự do chiếm toàn bộ thể tích của kim loại. Kim loại dẫn điện tốt.
Với mỗi KL thì mật độ electron của KL là không đổi, các KL khác nhau thi mật độ electron tự do khác nhau.
Khi chưa có điện trường ngoài thì các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn nên chưa tạo thành dòng điện trong kim loại.
3. Giải thích tính chất điện của kim loại
a. Bản chất dòng điện của kim loại
3. Giải thích tính chất điện của kim loại
a. Bản chất dòng điện của kim loại
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường
Khi đóng khóa K thì các electron tự do chuyển động thế nào? Từ đó cho kết luận về bản chất dòng điện trong KL?
3. Giải thích tính chất điện của kim loại
b. Nguyên nhân gây điện trở của kim loại:
Quan sát hình và cho biết: Nguyên nhân nào gây ra điện trở của kim loại là gì?
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
+
+
+
-
-
-
E
Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại
Chuyển động nhiệt của các ion+ trong mạng tinh thể
Sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ
Các nguyên tử lạ lẫn trong tinh thể kim loại
Đó là các nguyên nhân cơ bản làm cho chuyển động của các electron bị lệch hướng,hay nói electron va chạm với các chỗ mất trật tự của mạng tinh thể, gây ra điện trở của KL.
Tại sao nhiệt độ càng cao thì điện trở suất của KL càng tăng?
Nhiệt độ càng cao thì biên độ dao động của các ion càng lớn, độ mất trật tự của mạng tinh thể càng tăng, sự cản trở chuyển động có hướng của electron tự do càng tăng. Vì vậy điện trở suất tăng khi nhiệt độ tăng.
Tại sao khi có dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại thì dây lại nóng lên?
Ngoài năng lượng chuyển động nhiệt, electron còn thu động năng do tác dụng của lực điện trường và chuyển động có hướng, năng lượng của chuyển động có hướng chuyển một phần hay hoàn toàn cho mạng tinh thể kim loại khi va chạm và làm tăng nội năng của kim loại tức chuyển thành nhiệt. Do đó dây dẫn KL nóng lên khi có dòng điện chạy qua.
Củng cố:
Hiểu rõ các tính chất điện của kim loại.
Electron tự do trong kim loại
Giải thích tính điện của kim loại: bản chất dòng điện trong kim loại, nguyên nhân gây ra điện trở kim loại, sự phụ thuộc của điện trở kim loại vào nhiệt độ.
Bài tập áp dụng
Câu 1: Chọn phát biểu đúng về tính chất điện của kim loại
Tất cả các kim loại đều dẫn điện tốt như nhau.
Hạt tải điện trong kim loại là electron.
Không phải tất cả các eletron trong kim loại đều là hạt tải điện.
Nhiệt độ càng cao eletron chuyển động mạnh nên kim loại dẫn điện tốt.
Bài tập áp dụng
Câu 2: Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ diễn tả theo công thức nào
Rt = R0 (1- α Δt)
Rt = R0 (1+ α Δt)
Rt = α R0 Δt
Rt = R0 (α Δt -1)
Bài tập áp dụng
Câu 3: một bóng đèn 220V- 100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc là 20000C. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi trường là 200C và dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram.
Lời giải :
Điện trở của dây tóc bóng đèn khi không thắp sáng:
R = U2/ P = 48,8 (Ω)
Khi đèn sáng :
Rt = R0 (1+ α Δt)
= 48,4 [1+ 5,25 .10-8(2000-20)] = 484 (Ω)
Học bài và làm toàn bộ bài tập SGK – SBT
Dặn dò:
Chiều tím
Đọc trước bài Hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng siêu dẫn
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Dòng điện trong kim loại
Dòng nhiệt điện, hiện tượng siêu dẫn
Dòng điện trong chất điện phân
Dòng điện trong chân không
Dòng điện trong chất khí
Dòng điện trong chất bán dẫn
BÀI 17 - TIẾT 27
DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
1. Các tính chất điện của kim loại
Điện trở suất của một số chất ở 200C
Điện trở suất của kim loại rất nhỏ tức là điện dẫn suất của kim loại rất lớn. Kim loại dẫn điện tốt
Điện dẫn suất của kim loại:
1. Các tính chất điện của kim loại
Đối với dây dẫn kim loại: ở một nhiệt độ nhất định
đường đặc tuyến vôn-am pe là một đường như
thế nào? Từ đó có kết luận gì về dòng điện trong KL?
Ở nhiệt độ nhất định, đường đặc tuyến vôn-ampe là một đoạn thẳng. Vì R không phụ thuộc vào hiệu điện thế U. Vậy dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm
Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt
1. Các tính chất điện của kim loại
Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ
1. Các tính chất điện của kim loại
Điện trở suất của kim loại phụ thuộc nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất
Trong đó:
ρ0 : điện trở suất của kim loại ở t0 (0C)
ρ : điện trở suất của kim loại ở t (0C)
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
* 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
ρ = ρ0[1+α(t-t0)]
1. Các tính chất điện của kim loại
Điện trở suất và hệ số nhiệt điện của một số kim loại tiêu biểu
2. Electron tự do trong kim loại
Một ô mạng tinh thể của đồng, quan sát và nhận xét.
2. Electron tự do trong kim loại
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Kim loại có cấu trúc tinh thể, trong KL nguyên tử bị mất eletron hóa trị trở thành ion+ sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo thành mạng tinh thể.
Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn gọi là electron tự do, mật độ electron tự do rất lớn ( 1028/m3 ) nên tạo thành khí electron tự do chiếm toàn bộ thể tích của kim loại. Kim loại dẫn điện tốt.
Với mỗi KL thì mật độ electron của KL là không đổi, các KL khác nhau thi mật độ electron tự do khác nhau.
Khi chưa có điện trường ngoài thì các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn nên chưa tạo thành dòng điện trong kim loại.
3. Giải thích tính chất điện của kim loại
a. Bản chất dòng điện của kim loại
3. Giải thích tính chất điện của kim loại
a. Bản chất dòng điện của kim loại
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường
Khi đóng khóa K thì các electron tự do chuyển động thế nào? Từ đó cho kết luận về bản chất dòng điện trong KL?
3. Giải thích tính chất điện của kim loại
b. Nguyên nhân gây điện trở của kim loại:
Quan sát hình và cho biết: Nguyên nhân nào gây ra điện trở của kim loại là gì?
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
+
+
+
-
-
-
E
Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại
Chuyển động nhiệt của các ion+ trong mạng tinh thể
Sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ
Các nguyên tử lạ lẫn trong tinh thể kim loại
Đó là các nguyên nhân cơ bản làm cho chuyển động của các electron bị lệch hướng,hay nói electron va chạm với các chỗ mất trật tự của mạng tinh thể, gây ra điện trở của KL.
Tại sao nhiệt độ càng cao thì điện trở suất của KL càng tăng?
Nhiệt độ càng cao thì biên độ dao động của các ion càng lớn, độ mất trật tự của mạng tinh thể càng tăng, sự cản trở chuyển động có hướng của electron tự do càng tăng. Vì vậy điện trở suất tăng khi nhiệt độ tăng.
Tại sao khi có dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại thì dây lại nóng lên?
Ngoài năng lượng chuyển động nhiệt, electron còn thu động năng do tác dụng của lực điện trường và chuyển động có hướng, năng lượng của chuyển động có hướng chuyển một phần hay hoàn toàn cho mạng tinh thể kim loại khi va chạm và làm tăng nội năng của kim loại tức chuyển thành nhiệt. Do đó dây dẫn KL nóng lên khi có dòng điện chạy qua.
Củng cố:
Hiểu rõ các tính chất điện của kim loại.
Electron tự do trong kim loại
Giải thích tính điện của kim loại: bản chất dòng điện trong kim loại, nguyên nhân gây ra điện trở kim loại, sự phụ thuộc của điện trở kim loại vào nhiệt độ.
Bài tập áp dụng
Câu 1: Chọn phát biểu đúng về tính chất điện của kim loại
Tất cả các kim loại đều dẫn điện tốt như nhau.
Hạt tải điện trong kim loại là electron.
Không phải tất cả các eletron trong kim loại đều là hạt tải điện.
Nhiệt độ càng cao eletron chuyển động mạnh nên kim loại dẫn điện tốt.
Bài tập áp dụng
Câu 2: Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ diễn tả theo công thức nào
Rt = R0 (1- α Δt)
Rt = R0 (1+ α Δt)
Rt = α R0 Δt
Rt = R0 (α Δt -1)
Bài tập áp dụng
Câu 3: một bóng đèn 220V- 100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc là 20000C. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi trường là 200C và dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram.
Lời giải :
Điện trở của dây tóc bóng đèn khi không thắp sáng:
R = U2/ P = 48,8 (Ω)
Khi đèn sáng :
Rt = R0 (1+ α Δt)
= 48,4 [1+ 5,25 .10-8(2000-20)] = 484 (Ω)
Học bài và làm toàn bộ bài tập SGK – SBT
Dặn dò:
Chiều tím
Đọc trước bài Hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng siêu dẫn
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Hán Bích Thủy
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)