Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Tiết 25 - Bài 13
Chương III: Dòng điện trong các môi trường
ôn tập bài cũ:
Câu hỏi
+ Định nghĩa dòng điện? Quy ước chiều dòng điện?
+ Điều kiện có dòng điện?
Trả lời:
+ Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện, chiều dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương.
+ Điều kiện để có dòng điện: có điện tích tự do và cường độ điện trường ngoài (giữa hai đầu vật dẫn có hiệu điện thế).
Quan sát thí nghiệm sau:
Khi bật công tắc đèn sáng lập tức. Có phải các electron đã chuyển động từ nguồn tới đèn với vận tốc rất lớn?
1. Trong kim loại ở thể rắn có cấu trúc tinh thể.
Trong tinh thể kim loại, ở các nút mạng là các ion dương
Các electron tự do chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể tạo thành khí electron tự do choán toàn bộ tinh thể
I. bản chất của dòng điện trong kim loại.
2. Khi không có điện trường ngoài, các ion dương trong mạng tinh thể dao động xung quanh vị trí cân bằng, các electron tự do thì chuyển động tự do bên trong vật thể kim loại.

Chuyển động tự do của các electron này có tạo ra dòng điện được không?
Khi không có điện trường ngoài 
các electron tự do chỉ chuyển động hỗn loạn. chuyển động của electron tự do giống như chuyển động nhiệt của các phần tử trong một khối khí. Do đó, tính trung bình, lượng electron chuyển động theo một chiều nào đó luôn bằng lượng electron chuyển động theo chiều ngược lại.
Không có dòng điện trong kim loại
3. Khi có điện trường ngoài do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí êlectron trôi ngược chiều điện trường.
=> Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường
Chú ý:
V?n t?c�c?a chuy?n d?ng�cĩ hu?ng n�y r?t nh?, b� hon 0,2 mm/s; khơng n�n l?n l?n v?n t?c�n�y v?i v?n t?c lan truy?n c?a di?n tru?ng; v?n t?c lan truy?n c?a di?n tru?ng r?t l?n (300 000 km/s) n�n khi dĩng m?ch di?n thì ng?n d�n di?n d� cĩ r?t xa cung h?u nhu l?p t?c ph�t s�ng
Mật độ hạt tải điện (electron tự do) trong kim loại rất lớn, vào cỡ mật độ nguyên tử kim loại (1028/m3) , vì thế kim loại dẫn điện tốt
4. Giải thích tính chất điện của kim loại.
Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại:
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
Các dạng mất trật tự thường gặp là chuyển động nhiệt
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
II sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
Nhiệt độ càng cao các ion kim loại càng dao động mạnh ? độ mất trật tự càng tăng lên ? càng làm cản trở chuyển động của các electron tự do ? điện trở suất của kim loại càng tăng.
Trong đó:
Là điện trở suất ở nhiệt độ
Là hệ số nhiệt điện trở
III. điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Khi nhiệt độ giảm ? mạng tinh thể càng bớt mất trật tự ? nên sự cản trở của nó đến chuyển động của các electron tự do càng ít ? điện trở suất của kim loại giảm liên tục.
Khi nhiệt độ T thấp hơn nhiệt độ tới hạn TC ? điện trở giảm đến bằng 0 ? vật liệu chuyển sang trạng thái siêu dẫn.
V
Nước đá
T2
T1
Ngọn nến cháy
Dây đồng
Vôn kế
Dây
constantan

IV. Hiện tượng nhiệt điện
Cặp nhiệt điện là hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn T1 T2 khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện.
Củng cố
Câu 1: Chọn câu sai :
A . Hạt tải điện trong dây dẫn kim loại là electron tự do
B . Hạt tải điện trong kim loại là ion
C . Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm nếu nhiệt độ được giữ không đổi
D . Dòng điện trong dây dẫn kim loại gây ra tác dung nhiệt
Câu 2: Khi nhiệt độ của dây dẫn kim loại tăng, điện trở của nó sẽ:
A . Giảm đi
B . Tăng lên
C . Không thay đổi
D . Ban đầu tăng theo nhiệt độ sau đó giảm dần
Câu 3: Trong điều kiện nào cường độ dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm?
A . Dây dẫn kim loại có nhiệt độ không đổi
B . Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại có cường độ rất lớn
C . Dây dẫn kim loại có nhiệt độ tăng dần
D . Nhiệt độ dây dẫn kim loại rất thấp, xấp xỉ độ không tuyệt đối
Câu 4: ở 200C điện trở suất của bạc là 1,62.10-8. Hệ số nhiêt điện trở của bạc là 4,1.10-3 K-1. ở 330K điện trở suất của bạc là:
A . 3,679.10-8
B . 3,812.10-8
C . 1,866.10-8
D . 4,151.10-8
Nhiệm vụ về nhà
Vì sao kim điện kế lại bị lệch?
Trả lời câu hỏi và bài tập trong SGK/T.78
Chuẩn bị bài mới