Bài 13. Dòng điện trong kim loại

DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG III.
Trong chương này chúng ta sẽ nghiên cứu các vấn đề sau:
* Dòng điện trong kim loại
* Dòng điện trong chất điện phân
* Dòng điện trong chất khí
* Dòng điện trong chân không
* Dòng điện trong bán dẫn
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
BÀI 13
-> Tại sao người ta dùng kim loại để làm dây dẫn điện?
-> Các electron trong kim loại có đặc điểm gì và nó chi phối tính chất của dòng điện trong kim loại như thế nào?
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Nhắc lại cấu tạo về nguyên tử
Sự hình thành và sắp xếp các ion dương trong kim loại như thế nào?
1. Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể trong kim loại.
Ion +
* Do chuyển động nhiệt nên trật tự này có thể bị phá vỡ
* Nhiệt độ càng cao mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt nào?
2. Các electron tách khỏi nguyên tử tạo thành các electron tự do
* Các electron tự do chỉ chuyển động hỗn loạn tạo thành đám khí electron chiếm toàn bộ thể tích kim loại
-> không sinh ra dòng điện.
Tại sao gọi là electron tự do?
Khi nào electron chuyển động có hướng
3. Khi giữa 2 đầu vật dẫn có một điện trường ngoài thì các electron chuyển động có hướng tạo nên dòng điện
Tại sao kim loại dẫn điện tốt?
*Vận tốc CĐ có hướng của electron: 0,2mm/s
*Vận tốc lan truyền điện trường: 300 000km/s
Nguyên nhân nào gây ra điện trở của kim loại?
4. 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 electron tự do
=> Méo mạng tinh thể:
=> Chuyển động nhiệt:
=> Các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại
Hãy nêu bản chất của dòng điện trong kim loại .
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
o
0 3
* Xét thí nghiệm sau:
I giảm chứng tỏ điều gì?
- Khi nhiệt độ tăng =>R tăng

C1: vì bạch kim có điện trở suất lớn, t0 cao, không bị ôxy hoá ở t0 cao
Trong tn trên nếu giảm nhiệt độ xuống thì hiện tượng gì xảy ra?
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN.
- Khi nhiệt độ giảm thì điện trở của các kim loại cũng giảm.
- Một số kim loại khi nhiệt độ giảm xuống thấp hơn 1 giá trị Tc thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0.
=> Các vật đó gọi là vật ở trạng thái siêu dẫn.
Các vật ở trạng thái siêu dẫn được ứng dụng như thế nào?
* Ứng dụng:
Tc gọi là nhiệt độ tới hạn
- Tạo ra từ trường rất mạnh trong cuộn dây siêu dẫn
- Dùng làm dây tải điện, dđ duy trì được lâu, không bị hao tổn trên đường dây.
C2:
- Do cuộn dây siêu dẫn có điển trở bằng 0, năng lượng không bị tiêu hao.
- Không, năng lượng điện mất đi do biến thành công của động cơ.
Nếu để sợi dây kim loại có 1 đầu lạnh 1 đầu nóng thì hiện tượng gì xảy ra?
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN.
Nếu 2 dây kim loại hàn 2 đầu với nhau và giữ 2 đầu nhiệt độ khác nhau thì sao?
Hãy làm thí nghiệm......
* Xét thí nghiệm sau:
TiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
Khi t1= t2
→ kim ®iÖn kÕ kh«ng lÖch.
Khi t1 ≠ t2
→ kim ®iÖn kÕ bÞ lÖch.
Thí nghiệm chứng tỏ cái gì?
- Điện thế đầu nóng và đầu lạnh khác nhau.
Hệ số nhiệt điện động (VK-1)
* Ứng dụng cặp nhiệt điện:
- Dùng làm nhiệt kế để đo nhiệt độ.
- Củng cố:
BT1: Phát biểu nào sau đây là không đúng với kim loại:
A. Điện trở suất tăng khi nhiệt độ tăng.
B. Hạt tải điện là các ion tự do.
C. Khi nhiệt độ không đổi, dòng điện tuân theo định luật Ôm.
D. Mật độ hạt tải điện không tuân theo nhiệt độ.
BT2: Dòng điện trong kim loại là chuyển dời có hướng của:
A. Các ion dương theo chiều điện trường.
B. Các ion âm ngược chiều điện trường.
C. Các electron tư do ngược chiều điện trường.
D. Các prôtôn cùng chiều điện trường.
BT3: Đối với vật dẫn kim loại, khi nhiệt độ tăng thì điện trở của vật dẫn cũng tăng. Nguyên nhân chính là:
A. Các electron tự do chuyển động nhanh hơn.
B. Các ion kim loại dao động mạnh hơn, làm các electron va chạm với các ion nhiều hơn.
C. Các ion dương chuyển động theo chiều điện trường nhanh hơn.
D. Các electron tự do bị nóng lên nên chuyển động chậm hơn.
tinh thể kim cương
tinh thể muối ăn
Quay lại
Xét một đoạn dây dẫn kim loai
Các electron chuyển động tự do trong toàn khối kim loại giống như các phân tử khí chuyển động tự do trong một cái bình
Quay lại
Các electron tự do di chuyển thành dòng với chiều ngược chiều điện trường ngoài
Hoan hô. Đúng rồi!
Ồ. Sai rồi, suy nghĩ lại thôi!
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
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 kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
IV. Hiện tượng nhiệt điện
KÍNH CHAØO
THAÀY COÂ VAØ CAÙC EM HOÏC SINH!
BÀI ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT