Bài 13. Dòng điện trong kim loại
Chia sẻ bởi Hoàng Thị Tuyến |
Ngày 18/03/2024 |
10
Chia sẻ tài liệu: Bài 13. Dòng điện trong kim loại thuộc Vật lý 11
Nội dung tài liệu:
Chào mừng quý thầy cô về dự giờ thăm lớp!
LỚP 11A1
GV: Nguyễn Thế Châu
Trường PT cấp2-3 Võ Thị Sáu
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Dòng điện là gì?
Trả lời: dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích tự do
Câu 2: Điều kiện để có dòng điện là gì?
Trả lời: điều kiện để có dòng điện là phải có hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn
Các hình ảnh trên cho ta biết điều gì?
Hãy quan sát các hình sau?
DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG KIM LOẠI
DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CHẤT BÁN DẪN
DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CHÂN KHÔNG
DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG KHÔNG KHÍ
Kim loại cũng như tất cả các vật liệu khác, đều do các nguyên tử liên kết với nhau tạo nên. Nguyên tử lại gồm hạt nhân tích điện dương và các electron mang điện quay xung quanh. Vậy các electron trong kim loại có đặc điểm gì và nó chi phối tính chất của dòng điện trong kim loại ra sao? Đó chính là nội dung của bài học này.
Bài 13
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG:
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
QUAN SÁT MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI
Các ion dương và e trong mạng tinh thể chuyển động như
thế nào ?
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
1. CẤU TRÚC MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI:
+, Trong kim loại, các ion dương liên kết với nhau có trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. Chuyển động nhiệt của các ion dương có thể phá vỡ trật tự này
+, Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành electron tự do với mật độ không đổi. Chúng chuyển động hỗn loạn tạo thành khí e tự do choán toàn bộ thể tích
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
dây dẫn
kim loại
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
1. CẤU TRÚC MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI:
Các (e) chuyển động như thế nào khi không có điện trường?
+.Khi không có điện trường ngoài các e chuyển động hỗn loạn không ngừng,và không tạo ra dòng điện
Các e chuyển động nhưthế nào khi có điện trường ?
+, Khi có điện trường ngoài thì các e chuyển động có hướng và tạo ra dòng điện
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
2. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
Hãy nêu bản chất dòng điện trong kim loại?
+, Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của lực điện trường
+, Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm (nếu nhiệt độ dây dẫn không thay đổi)
Điện trở suất là đại lượng đặc trưng cho tính dẫn điện của mỗi kim loại, vậy điện trở suất của các kim loại có giống nhau không? Vì sao?
Giải thích vì sao khi có dòng điện chạy qua vật dẫn kim loại thì vật dẫn kim loại có sự toả nhiệt?
+, Ứng dụng dòng điện trong kim loại:
Nguyên nhân nào gây ra điện trở của kim loại?
+,Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại: Do sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động có hướng của các êlectron tự do, sự méo mạng do biến dạng cơ, và các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Giải thích vì sao khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng?
* Điện trở suất của kim loại phụ thuộc nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:
ρ = ρo [ 1 + α( t – to) ]
ρ0: điện trở suất của kim loại ở to (0C) (thường lấy 20C)
: hệ số nhiệt điện trở (K-1)
* Hệ số nhiệt điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ , độ sạch và chế độ gia công
của vật liệu
C1: Vì sao người ta chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế dùng trong công nghiệp?
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
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất thay đổi thế nào?
Để tìm hiểu kỹ hơn về điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ thấp, ta sang mục III
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
Hãy quan sát hiện tượng sau
Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ
Hãy nhận xét hiện tượng xảy ra?
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
Thế nào là 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.
Trả lời C2?
Vậy có cách nào tạo ra hai đầu mạch kín một hiệu điện thế mà không cần đến một nguồn điện hay không?
+, Ứng dụng:
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới
Điều kiện để có dòng điện là gì?
T1
T2
T1 = T2
T1 > T2
-
+
T1
T2
Xét một dây dẫn kim loại:
Giải thích hiện tượng?
9
4
2
0
2
4
6
V
0:6 mV
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
Hãy quan sát thí nghiệm sau
Từ thí nghiệm rút ra nhận xét gì?
Do đâu mà có suất điện động?
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện ξ
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)
+, Ứng dụng:
-, nhiệt kế nhiệt điện
-, pin điện kế
KIẾN THỨC CẦN NHỚ
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. 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.
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi ở nhiệt độ nhỏ hơn (hoặc bằng) nhiệt độ tới hạn TC .
Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể làm cản trở chuyển động của các electron tự do, làm điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ gần giá trị 0 K thì điện trở của kim loại sạch đều rất nhỏ.
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.
vận dụng
Chọn đáp án đúng. Các kim loại đều:
Dẫn điện tốt, có điện trở suất không thay đổi
B. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ
C. Dẫn điện tốt như nhau, có điện trở suất thay đỏi theo nhiệt độ
D. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ như nhau.
2. Hạt tải điện trong kim loại là:
Các electron của nguyên tử
B. Các electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử
C. Các electron hóa trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể
D. Các electron hóa trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể
vận dụng
3: Ở 200C điện trở suất của bạc là 1,62.10-8 m. Biết hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10-3K-1. Ở 330K thì điện trở suất của bạc là:
C.3,812.10-8 m
B.3,679.10-8 m D.4.151.10-8 m
A.1,866.10-8 m.
vận dụng
D
Câu nào sau đây là sai khi nói về bản chất dòng điện trong kim loại
A
B
C
Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, các êlectrôn tự do chuyển động nhiệt theo mọi phương
Khi có tác dụng của điện trường ngoài,các êlectrôn tự do chuyển động có hướng ngược chiều điện trường ngoài
Khi có tác dụng của điện trường ngoài,các êlectrôn tự do vừa chuyển động nhiệt theo mọi phương vừa chuyển động có hướng ngược chiều điện trường ngoài
Lực điện mà điện trường ngoài tác dụng lên mỗi êlectrôn tự do cùng phương và ngược chiều với điện trường ngoài
D
HÃY TRẢ LỜI …
CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ
CHÀO TẠM BIỆT, HẸN GẶP LẠI!
LỚP 11A1
GV: Nguyễn Thế Châu
Trường PT cấp2-3 Võ Thị Sáu
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Dòng điện là gì?
Trả lời: dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích tự do
Câu 2: Điều kiện để có dòng điện là gì?
Trả lời: điều kiện để có dòng điện là phải có hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn
Các hình ảnh trên cho ta biết điều gì?
Hãy quan sát các hình sau?
DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG KIM LOẠI
DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CHẤT BÁN DẪN
DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CHÂN KHÔNG
DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG KHÔNG KHÍ
Kim loại cũng như tất cả các vật liệu khác, đều do các nguyên tử liên kết với nhau tạo nên. Nguyên tử lại gồm hạt nhân tích điện dương và các electron mang điện quay xung quanh. Vậy các electron trong kim loại có đặc điểm gì và nó chi phối tính chất của dòng điện trong kim loại ra sao? Đó chính là nội dung của bài học này.
Bài 13
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG:
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
QUAN SÁT MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI
Các ion dương và e trong mạng tinh thể chuyển động như
thế nào ?
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
1. CẤU TRÚC MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI:
+, Trong kim loại, các ion dương liên kết với nhau có trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. Chuyển động nhiệt của các ion dương có thể phá vỡ trật tự này
+, Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành electron tự do với mật độ không đổi. Chúng chuyển động hỗn loạn tạo thành khí e tự do choán toàn bộ thể tích
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
dây dẫn
kim loại
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
1. CẤU TRÚC MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI:
Các (e) chuyển động như thế nào khi không có điện trường?
+.Khi không có điện trường ngoài các e chuyển động hỗn loạn không ngừng,và không tạo ra dòng điện
Các e chuyển động nhưthế nào khi có điện trường ?
+, Khi có điện trường ngoài thì các e chuyển động có hướng và tạo ra dòng điện
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
2. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
Hãy nêu bản chất dòng điện trong kim loại?
+, Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của lực điện trường
+, Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm (nếu nhiệt độ dây dẫn không thay đổi)
Điện trở suất là đại lượng đặc trưng cho tính dẫn điện của mỗi kim loại, vậy điện trở suất của các kim loại có giống nhau không? Vì sao?
Giải thích vì sao khi có dòng điện chạy qua vật dẫn kim loại thì vật dẫn kim loại có sự toả nhiệt?
+, Ứng dụng dòng điện trong kim loại:
Nguyên nhân nào gây ra điện trở của kim loại?
+,Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại: Do sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động có hướng của các êlectron tự do, sự méo mạng do biến dạng cơ, và các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Giải thích vì sao khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng?
* Điện trở suất của kim loại phụ thuộc nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:
ρ = ρo [ 1 + α( t – to) ]
ρ0: điện trở suất của kim loại ở to (0C) (thường lấy 20C)
: hệ số nhiệt điện trở (K-1)
* Hệ số nhiệt điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ , độ sạch và chế độ gia công
của vật liệu
C1: Vì sao người ta chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế dùng trong công nghiệp?
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
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất thay đổi thế nào?
Để tìm hiểu kỹ hơn về điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ thấp, ta sang mục III
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
Hãy quan sát hiện tượng sau
Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ
Hãy nhận xét hiện tượng xảy ra?
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
Thế nào là 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.
Trả lời C2?
Vậy có cách nào tạo ra hai đầu mạch kín một hiệu điện thế mà không cần đến một nguồn điện hay không?
+, Ứng dụng:
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới
Điều kiện để có dòng điện là gì?
T1
T2
T1 = T2
T1 > T2
-
+
T1
T2
Xét một dây dẫn kim loại:
Giải thích hiện tượng?
9
4
2
0
2
4
6
V
0:6 mV
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
Hãy quan sát thí nghiệm sau
Từ thí nghiệm rút ra nhận xét gì?
Do đâu mà có suất điện động?
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện ξ
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)
+, Ứng dụng:
-, nhiệt kế nhiệt điện
-, pin điện kế
KIẾN THỨC CẦN NHỚ
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. 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.
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi ở nhiệt độ nhỏ hơn (hoặc bằng) nhiệt độ tới hạn TC .
Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể làm cản trở chuyển động của các electron tự do, làm điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ gần giá trị 0 K thì điện trở của kim loại sạch đều rất nhỏ.
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.
vận dụng
Chọn đáp án đúng. Các kim loại đều:
Dẫn điện tốt, có điện trở suất không thay đổi
B. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ
C. Dẫn điện tốt như nhau, có điện trở suất thay đỏi theo nhiệt độ
D. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ như nhau.
2. Hạt tải điện trong kim loại là:
Các electron của nguyên tử
B. Các electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử
C. Các electron hóa trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể
D. Các electron hóa trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể
vận dụng
3: Ở 200C điện trở suất của bạc là 1,62.10-8 m. Biết hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10-3K-1. Ở 330K thì điện trở suất của bạc là:
C.3,812.10-8 m
B.3,679.10-8 m D.4.151.10-8 m
A.1,866.10-8 m.
vận dụng
D
Câu nào sau đây là sai khi nói về bản chất dòng điện trong kim loại
A
B
C
Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, các êlectrôn tự do chuyển động nhiệt theo mọi phương
Khi có tác dụng của điện trường ngoài,các êlectrôn tự do chuyển động có hướng ngược chiều điện trường ngoài
Khi có tác dụng của điện trường ngoài,các êlectrôn tự do vừa chuyển động nhiệt theo mọi phương vừa chuyển động có hướng ngược chiều điện trường ngoài
Lực điện mà điện trường ngoài tác dụng lên mỗi êlectrôn tự do cùng phương và ngược chiều với điện trường ngoài
D
HÃY TRẢ LỜI …
CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ
CHÀO TẠM BIỆT, HẸN GẶP LẠI!
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Hoàng Thị Tuyến
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)