Bài 13. Dòng điện trong kim loại

xin kính chào các thầy cô giáo
và các em học sinh
Các em có biết tại sao có hiện tượng sấm sét, đèn ống sáng được, có hiện tượng điện phân, truyền tải điện năng đi xa?
Vậy để tìm hiểu điều đó ta cùng
nhau đi nghiên cứu chương III!
Chương III : DềNG DI?N
TRONG C�C MễI TRU?NG
Dòng di?n trong kim lo?i.
Dòng di?n trong chất di?n phân
Dòng di?n trong chất khí.
Dòng di?n trong chân không.
Dòng di?n trong chất bán dẫn.
Bài13
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I : Bản chất của dòng điện trong kim loại.
1. Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại.
Em hóy nờu cỏc d?c di?m v? di?n c?a kim lo?i ?
Ion
Electron tự do
Trong nguyên tử kim loại, các êlectron hoá trị tách ra khỏi nguyên tử và trở thành electron tự do chuyển động trong kim loại,
Các nguyên tử mất đi electron trở thành ion dương dao động nhiệt tại nút mạng tinh thể.
Electron trong nguyên tử
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể
Proton
Nguyên tử
+
e
Các nguyên tử bị mất electron
2. Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các êlectron tự do với mật độ không đổi chuyển động hỗn loạn thành khí êlectron choán toàn bộ kim loại nhưng chưa tạo thành dòng điện.
Mơ hình s?i d�y kim lo?i v� c�c Electron t? do b�n trong
3. Khi đặt một điện trường ngoài vào kim loại :
Lực điện sẽ tác dụng làm các êlectron chuyển động ngược chiều điện trường, tạo thành dòng điện.



Ion
Nút mạng tinh thể
Em hãy cho biết nguyên nhân gây ra điện trở ở kim loại là gì ?
4. 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.
Nhận định nào sau là đúng về dòng điện trong kim loại ?
Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron của nguyên tử.
B. Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự do dưới tác dụng của điện trường.
C. Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự do và các ion dương dưới tác dụng của điện trường.
D. Là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương dưới tác dụng của điện trường.
2. Bản chất của dòng điện trong kim loại :
Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự do dưới tác dụng của điện trường.
 = 0[1+ α (t – t0)]
Với 0 là điện trở suất ở t0C (th­êng ë 20®é)
Hệ số nhiệt điện trở α phụ thuộc:
+ Bản chất kim loại
+ Nhiệt độ
+ Độ sạch của kim loại
+ Chế độ gia công vật liệu
Em hãy cho biết 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.
Sự biến thiên điện trở suất theo nhiệt độ.
Theo đồ thị bên em có nhận xét gì ?
Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần 0 K thì điện trở của kim loại sạch rất nhỏ.
Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu ta hạ thấp nhiệt độ của vật liệu thấp hơn một giới hạn Tc ?
Trả lời câu hỏi C1
Vì sao người ta chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế điện trở dùng trong công nghiệp?
Bạch kim có điện trở suất lớn, có nhiệt độ
nóng chảy cao, không bị ôxi hóa ở nhiệt độ cao.
III : Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Em hãy cho biết thế nào là hiện tượng siêu dẫn ? Hiện tượng này có ứng dụng gì ?
Là hiện tượng điện trở suất của một số vật liệu đột ngột giảm xuống bằng 0 khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một giá trị Tc nhất định. Giá trị này phụ thuộc vào bản thân vật liệu.
Nó được ứng dụng để tạo ra các nam châm điện có từ trường rất mạnh và trong tương lai có thế dùng để tải điện mà không hao phí điện năng.
Trả lời câu hỏi C2
Vì sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn điện lại có thể duy trì lâu? Có thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi được không?
- Vì dây siêu dẫn có điện trở=0
-Không! Vì năng lượng điện bị mất đi do biến thành công của động cơ
IV : Hiện tượng nhiệt điện.
Theo thuyết êlectron, khi một sợi kim loại có nhiệt độ hai đầu khác nhau thì xảy ra hiện tượng gì ?
Các êlectron tự do ở đầu nóng dồn về đầu lạnh. Đầu nóng tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm.
ứng dụng hiện tượng này người ta làm cặp nhiệt điện.
Em hãy nêu cấu tạo của một cặp nhiệt điện ? Và cho biết biểu thức của suất nhiệt điện động ?
Là một cặp dây dẫn có bản chất khác nhau và hai đầu của chúng được hàn với nhau.
Suất nhiệt điện động suất hiện khi nhiệt độ hai chỗ tiếp xúc T1 ,T2 khác nhau.

Bi?u th?c :
E = ?T|(T1- T2)|
Với αT là hệ số nhiệt điện động phụ thuộc vật liệu làm cặp nhiệt điện.
Đơn vị αT là µV/K
Nguyên nhân xuất hiện suất nhiệt điện động.
do sự khuếch tán của elêctron từ đầu nóng về đầu lạnh => làm xuất hiện U ≠ 0 ở hai mối hàn.
Dòng nhiệt điện do suất nhiệt điện động suất sinh ra trong cặp nhiệt điện.
Ứng dụng: Dùng làm nhiệt kế nhiệt điện để đo nhiệt độ với độ nhạy và độ chính xác cao.
Củng cố :
1. Các kim loại đều
A. 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 đổi theo nhiệt độ.
D. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ giống nhau.


2. Dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn tạo thành mạch kín, có thể duy trì lâu dài khi không có nguồn điện vì :
A. Trong sợi dây siêu dẫn không có các ion dương.
B. Cuộn dây siêu dẫn có điện trở bằng không, năng lượng không bị tiêu hao.
C. Trong sợi dây siêu dẫn các êlectron đứng yên.
D. Dòng điện trong dây siêu dẫn là dòng các ion dương có hướng.
3. ở 200C điện trở suất của bạc là 1,62.10-8 .Biết hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10-3 K-1. ở 330K thì 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