Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Bùi Văn Khoa
Dòng điện trong ácaùc moâi trường
Chương III
Dòng điện trong kim loại.
Dòng điện trong chất điện phân.
Dòng điện trong chân không.
Dòng điện trong chất khí.
Dòng điện trong chất bán dẫn.
Chương III
Dòng điện trong các môi trường
I.Bản chất 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.
Dòng điện trong kim loại
a.Trong kim loại, các nguyên tử bị mất các electrôn hoá trị trở thành các iôn dương sắp xếp một cách có trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
1. Sự hình thành hạt tải điện trong kim loại
b. Các e bị tách ra khỏi nguyên tử kim loại tạo thành e tự do.Các e tự do chuyển động hỗn loạn khí e chiếm đầy thể tích khối kim loại.
Mô hình mạng tinh thể đồng
2.Bản chất dòng điện trong kim loại.
1. Sự hình thành hạt tải điện trong kim loại.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường
Chú ý: Hạt tải điện trong kim loại là các e tự do với mật độ rất cao  kim loại dẫn điện rất tốt
3. Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại
Chuyển động nhiệt của ion trong mạng tinh thể
Sự méo mạng tinh thể dẫn đến sự mất trật tự của mạng
Có các nguyên tử lạ trong khối kim loại
Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm khi nhiệt độ không đổi
Dòng điện trong kim loại
II Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
Giải thích: Khi nhiệt độ tăng chuyển động nhiệt của iôn trong mạng tinh thể tăng  điện trở của kim loại tăng.
2. Biểu thức
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
3 Ứng dụng : Chế tạo ra nhiệt kế điện trở có ưu điểm đo được nhiệt độ cao, độ chính xác lớn dùng trong công nghiệp
Chú ý: α phụ thuộc vào bản chất của kim loại, nhiệt độ , độ tinh khiết và chế độ gia công của vật liệu
1 .Thí nghiệm
Ti?n h�nh thớ nghi?m : Thay d?i nhi?t d? c?a di?n tr? v� do cu?ng d? dũng di?n tuong ?ng
K?t qu?: Khi T tang thỡ I gi?m ? R tang
Dụng cụ: môt nguồn điện, điện trở , dây nối, điện kế, đèn cồn
Bố trí thí nghiệm (hình vẽ)
Khi nhiệt độ giảm xuống thấp thì điện trở dòng điện thay đổi thế nào?
1. Nhận xét
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Khi nhiệt độ giảm chuyển động nhiệt của các iôn trong mạng tinh thể giảm  mạng càng bớt mất trật tự  điện trở suất của kim loại giảm
2. Hiện tượng siêu dẫn
Hiện tượng khi nhiệt độ của một số hợp chất thấp hơn nhiệt độ tới hạn Tc thì ρ giảm đột ngột xuống 0
3. Ứng dụng
Vật liệu ở trạng thái siêu dẫn dùng để tạo từ trường mạnh  nam châm siêu dẫn
Dây siêu dẫn dùng để tải điện thì hầu như không tổn hao năng lượng  tương lai dùng dây siêu dẫn để tải điện
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới
Tàu hỏa trên đệm từ
IV.Hiện tượng nhiệt điện
1 .Thí nghiệm
Kết quả: Khi T1=T2  kim điện kế G chỉ số 0
Khi T1≠T2  kim điện G chỉ số khác 0

2 Suất nhiệt điện động . Cặp nhiệt điện.

Khi hai đầu mối hàn có T1≠T2 trong mạch xuất hiện suất nhiệt điện động
3. Ứng dụng .
+Cặp nhiệt điện dùng làm nhiệt kế.
+ Cặp nhiệt điện dùng làm nguồn điện ( Pin nhiệt điện.)
Hệ thống hai dây dẫn khác nhau hàn kín hai đầu gọi là cặp nhiệt điện
=T (T1-T2). Trong đó T là hệ số nhiệt điện động (v.K-1)
Dụng cụ: môt cặp nhiệt điện đồng –cons tantan, dây nối, điện kế, đèn cồn, cốc nước đá
Bố trí thí nghiệm (hình vẽ)
Tiến hành: đốt môt đầu dây, một đầu nhúng trong nước đá, đo dòng điện tương ứng
Kết luận: Trong mạch có dòng điện
Cặp nhiệt điện được dùng trong nhiệt kế điện tử đo được nhiệt độ cao với độ chính xác lớn
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường
I.Bản chất dòng điện trong kim loại.
Dòng điện trong kim loại
II Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Hiện tượng khi nhiệt độ của một số hợp chất thấp hơn nhiệt độ tơi hạn Tc thì ρ giảm đột ngột xuống 0 gọi là hiện tương siêu dẫn
IV.Hiện tượng nhiệt điện
Hệ thống hai dây dẫn khác nhau hàn kín hai đầu khi cóT1≠T2ở hai đầu mối hàn thì trong mạch có suất điện động  gọi là suất nhiệt điện động
=T (T1-T2).
1
2
3
4
5
8 chữ
10 chữ
8 chữ
3 chữ
9 chữ
I
N
U
Chìa Khoá
Ê L E C T R O N
D Ẫ N Đ I Ệ N T Ố T
C Ô N G S U Ấ T
J U N
T Á C D Ụ N G T Ừ
Hạt mang điện tự do trong kim loại.
Tính chất điện đặc trưng của kim loại.
Đại lượng đặc trưng cho tốc độ
sinh công của dòng điện
Tên nhà vật lý người Anh dùng thực nghiệm tìm
ra định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Tác dụng đặc trưng của dòng điện.
6
Hiện tượng điện được phát hiện năm
1911 do nhà vật lý người Hà Lan
S
Ê
D
Â
Siêu dẫn
VI. Bài tập về nhà
Làm các bài tập từ 5 đến 9 trong SGK trang 78,
bài 13.10, 13.11 trong SBT
Xin trân trọng cảm ơn các quý vị đại biểu và các quý thầy cô đã đến dự buổi hội thảo hôm nay
Xin chào tạm biệt và hẹn gặp lại các quý vị đại biểu và các quý thầy cô
Thân ái chào các em!
HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Hai đầu dây kim loại có một hiệu điện thế nào đấy
T1
T2
Trường THPT Bạch Đằng
Hội thảo đổi mới phương pháp dạy học
môn vật lý
Giáo án:
Bài 13. Dòng điện trong kim loại (tiết 25)
LỚp 11 cơ bản
Giáo viên : Lâm thị Suất
Bài 13: Dòng điện trong kim loại
I.Mục tiêu
1 kiến thức: * Nêu đươc bản chất dòng điện trong kim loại..Nêu được tính chất chung của kim loại, sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ
*Nêu được nội dung chính của thuyết êlectrôn về tính dẫn điện của kim loại.
2. Kĩ năng: Giải thích được một cách định tính các tính chất điện chung của kim loại dựa trên thuyết êlectrôn về tính dẫn điện của kim loại.
II. Chuẩn bị
Giáo viên
1.Chuẩn bị thí nghiệm về sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
2. Chuẩn bị thí nghiệm về cặp nhiệt điện
Học sinh
1. Ôn lại về định nghĩa dòng điện, điều kiện để có dòng điện, quy ước chiều dòng điện
2. Ôn lại về tính dẫn điện của kim loại
3. Ôn lại nội dung thuyết êlectrôn và biểu thưc định luật Ôm cho toàn mạch
III. Kiểm tra bài cũ:
1. Nêu định nghĩa dòng điện, điều kiện để có dòng điện
2.Nêu nội dung thuyết êlectrôn
IV. Tiến trình bài giảng
1. Sự hình thành hạt tải điện trong kim loại kim loại
I. Bản chất dòng điện trong kim loại
2.Bản chất dòng điện trong kim loại.
Nêu nội dung thuyết êlectrôn?
Nêu bản chất dòng điện trong kim loại ?
Khi đặt khối kim loại vào điện trương thì các e chuyển động như thế nào?
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường
Nêu sự hình thành hạt tải điện trong kim loại ?
Chú ý: Hạt tải điện trong kim loại là các e tự do với mật độ rất cao  kim loại dẫn điện rất tốt
3 Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại
Chuyển động nhiệt của ion trong mạng tinh thể
Sự méo mạng tinh thể dẫn đến sự mất trật tự của mạng
Có các nguyên tử lạ trong khối kim loại
Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm
II Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
1 .Thí nghiệm
Dụng cụ: môt nguồn điện, điện trở , dây nối, điện kế, đèn cồn
Bố trí thí nghiệm (hình vẽ)
Ti?n h�nh thớ nghi?m : Thay d?i nhi?t d? c?a di?n tr? v� do cu?ng d? dũng di?n tuong ?ng
K?t qu?: Khi T tang thỡ I gi?m ? R tang
Giải thích: Khi nhiệt độ tăng chuyển động nhiệt của iôn trong mạng tinh thể tăng  điện trở của kim loại tăng.
2. Biểu thức
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
Chú ý: α phụ thuộc vào bản chất của kim loại, nhiệt độ, độ tinh khiết và chế độ gia công của vật liệu
3 Ứng dụng : Chế tạo ra nhiệt kế điện trở có ưu điểm đo được nhiệt độ cao, độ chính xác lớn dùng trong công nghiệp
Kim loại dẫn điện tốt, nó có điện trở không?
Biểu thức tính điện trởcủa dây dẫn kim loại thẳng dài đồng chất?
Dựa vào chuyển động của các e và các iôn dượng giải thích nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại?
Nhắc lại biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch?
Từ biểu thức định luật Ôm khi R tăng thì I thay đổi thế nào?
Quan sát thí nghiệm và cho biết kết quả?
Kết quả trên được giải thích như thế nào?
Kết quả trên có ứng dụng gì không?
Tại sao lại dùng bạch kim để chế tạo nhiệt kế điện trở?
Khi biết R tìm t như thế nào?
1. Nhận xét
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Khi nhiệt độ giảm chuyển động nhiệt của các iôn trong mạng tinh thể giảm  mạng càng bớt mất trật tự  điện trở suất của kim loại giảm
2. Hiện tượng siêu dẫn
Hiện tượng khi nhiệt độ của một số hợp chất thấp hơn nhiệt độ tới hạn Tc thì ρ giảm đột ngột xuống 0
3. Ứng dụng
Vật liệu ở trạng thái siêu dẫn dùng để tạo từ trường mạnh  nam châm siêu dẫn
Dây siêu dẫn dùng để tải điện thì hầu như không tổn hao năng lượng  tương lai dùng dây siêu dẫn để tải điện
IV.Hiện tượng nhiệt điện
1 .Thí nghiệm
Dụng cụ: môt cặp nhiệt điện đồng –cons tantan, dây nối, điện kế, đèn cồn
Bố trí thí nghiệm (hình vẽ)
Dụng cụ: môt cặp nhiệt điện đồng –cons tantan, dây nối, điện kế, đèn cồn
Bố trí thí nghiệm (hình vẽ)
Tiến hành: đốt môt đầu dây, một đầu nhúng trong nước đá, đo dòng điện tương ứng
Khi T giảm thì R thay đổi như thế nào?
Vật liệu ở trạng thái siêu dẫn có tính chất như thế nào?
Vật liệu siêu dẫn có ứng dụng gì không?
Ngoài sử dụng dây siêu dãn để dẫn điện còn sử dụng để làm gì nữa?
Theo dõi sách, em hãy nêu các dụng cụ thí nghiệm?
Quan sát thí nghiệm và cho biết kết quả?
2 Suất nhiệt điện động . Cặp nhiệt điện.
VI. Bài tập về nhà
Yêu cầu học sinh làm các bài tập từ 5 đến 9 trong SGK trang 78 và bài 13.10, 13.11 trong SBT
Khi T1≠T2 trong mạch xuất hiện suất nhiệt điện động
3. Ứng dụng .
+Cặp nhiệt điện dùng làm nhiệt kế.
+ Cặp nhiệt điện dùng làm nguồn điện ( Pin nhiệt điện.)
Hệ thống hai dây dẫn khác nhau hàn kín hai đầu gọi là cặp nhiệt điện
=T (T1-T2). Trong đó T là hệ số nhiệt điện động.
Kết luận: Trong mạch có dòng điện
Kết quả: Khi T1=T2  kim điện kế G chỉ số 0
Khi T1≠T2  kim điện G chỉ số khác 0

V. củng cố:
*Hệ thống kiến thức cả bài
*Giải trò chơi ô chữ
Từ kết quả trên ta có thể kết luận gì?
Khi đo được suất điện động và hệ số nhiệt điện trở ta có tính được T không?
Hiện tượng này có thể úng dụng để làm gì?