Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Trường THPT Trần Phú

TRƯỜNG THPT TRẦN PHÚ- MÓNG CÁI 
TỔ: VẬT LÝ- CÔNG NGHỆ 
CHÀO CÁC EM HỌC SINH LỚP 11A8 THÂN MẾN 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
CÂU 1 : Dòng điện là 
a/ Dòng chuyển dời của các hạt mang điện. 
b/ Dòng chuyển động hỗn loạn của các hạt mang điện. 
c/ Dòng chuyển dời có hướng của các nguyên tử. 
d/ Dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. 
CÂU 2 : Điều kiện để có dòng điện là 
a/ Giữa hai đầu một vật có một hiệu điện thế. 
b/ Giữa hai đầu vật dẫn có một hiệu điện thế. 
c/ Phải có một vật dẫn. 
d/ Phải có một nguồn điện. 
Quan sát các hình ảnh sau: 
Đó là hình ảnh về hiện tượng gì? 
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
 Bản chất dòng điện trong các môi trường : kim loại , chất điện phân , chân không , không khí , bán dẫn. 
Ứng dụng của dòng điện trong các môi trường . 
CHƯƠNG III 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
*Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
1/ Trong kim loại , các nguyên tử bị mất êl ectron hóa trị sẽ trở thành các iôn dương 
 - Các iôn dương dao động nhiệt quanh cácvị trí cân bằng xác định (các nút mạng). Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt càng mạnh , mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự . 
 - Các iôn dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại . 
2/ Các êlectron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành các ê lectron tự do với mật độ n không đổi. 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
*Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
Mô hình mạng tinh thể đồng 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
*Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
*Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
 Ở thể rắn, kim loại có cấu trúc như thế nào? Hạt tải điện trong kim loại là những hạt nào? 
Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
-Tại sao gọi là êlectron tự do? 
 - Khí êlectron tự do là gì ? 
-Kim loại dẫn điện tốt hay kém? Vì sao? 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
*Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
E 
Khi chưa có điện trường ngoài 
Khi có điện trường ngoài 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
Không có điện trường ngoài 
Có điện trường ngoài 
Chuyển động của các êlectron 
Kết luận 
Hỗn loạn 
không ngừng 
Có hướng 
Có dòng điện 
Không có 
dòng điện 
*Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
Bản chất dòng điện trong kim loại là gì? 
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường . 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
*Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
3/ Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại : 
 Do sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại cản trở chuyển động của êlectron tự do: 
+ Dao động nhiệt của các iôn trong mạng tinh thể 
+ Sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học 
+ Có nguyên tử lạ lẫn trong kim loại 
Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại : 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
II. Sự phụ thuộc của  điện trở suất của  kim loại theo nhiệt độ . 
 Khi nhiệt độ tăng, các êlectron và các iôn dương trong mạng tinh thể kim loại chuyển động như thế nào? 
 - Điện trở của kim loại thay đổi như thế nào khi nhiệt độ tăng? 
-Khi đó mạng tinh thể kim loại sẽ như thế nào? 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
II. Sự phụ thuộc của  điện trở suất của  kim loại theo nhiệt độ . 
- Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng. 
ρ=ρ 0 [1+α(t-t 0 )] 
α : hệ số nhiệt điện trở (K -1 ) 
ρ 0 : điện trở suất của kim loại ở t 0 ( 0 C) 
ρ : điện trở suất của kim loại ở t ( 0 C) 
Trong đó : 
* Hệ số nhiệt điện trở α của mỗi kim loại phụ thuộc vào : 
- Nhiệt độ 
- Độ sạch và chế độ gia công vật liệu đó 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của dòng 
điện trong kim loại . 
II. Sự phụ thuộc của  điện trở suất của  kim loại theo nhiệt độ . 
Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ 
T( K ) 
800 
400 
0 
4 
8 
1200 
6 
2 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của 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 
- Đa số kim loại điện trở giảm theo nhiệt độ. 
- Một số kim loại và vật liệu đặc biệt (gọi là các chất siêu dẫn) thì khi nhiệt độ giảm đến Tc, điện trở của nó giảm đột ngột đến bằng 0 
Tên vật liệu 
T c (K ) 
Nhôm 
Thủy ngân 
Chì 
Thiếc 
Kẽm 
1,19 
4,15 
7,19 
3,72 
0,85 
(T C : Nhiệt độ tới hạn của chất siêu dẫn) 
Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn 
Kammerlingh Onnes (1853 – 1926) 
Nhà vật lý Hà Lan , giải Nôben 1913. 
Sự biến thiên điện trở của thủy ngân theo nhiệt độ 
0 2 4 6 T(K ) 
R(  ) 
0,16 
0,08 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của 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 
T 1 
T 2 
T 1 = T 2 
T 1 > T 2 
- 
+ 
T 1 
T 2 
-Xét một dây dẫn kim loại: 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của 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 
* Êlectron khuếch tán từ đầu nóng qua đầu lạnh làm đầu nóng tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm 
Tồn tai một hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của dây dẫn. 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của 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 
Cặp nhiệt điện g ồm hai dây dẫn kim loại khác bản chất , hai đầu hàn vào nhau . 
* Suất điện động nhiệt điện: 
T 1 : nhiệt độ ở đầu nóng (K) 
: Hệ số nhiệt điện động (V/K) 
* Ứng dụng phổ biến: . 
T 2 : nhiệt độ ở đầu lạnh (K) 
- Nhiệt kế nhiệt điện 
* Cặp nhiệt điện 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của 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 
* Cặp nhiệt điện 
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Bài 13: 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. Bản chất của 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 
* Cặp nhiệt điện 
CỦNG CỐ 
Sự hình thành hạt tải điện tự do trong kim loại. Bản chất dòng điện trong kim loại 
 Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ 
 Hiện tượng nhiệt điện và ứng dụng 
 Câu 1 : Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng , điện trở của nó sẽ: 
A. Giảm đi . 
B. Không thay đổi . 
D . Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần . 
Vận dụng 
C. Tăng lên. 
 Câu 2 : Hạt tải điện cơ bản trong kim loại là: 
B . Các iôn âm 
C. Các iôn dương 
D . Các nguyên tử 
A. Các electron tự do chuyển động trong mạng tinh thể kim loại. 
 13,00mV .	 
B. 13,58mV .	 
C. 13,98mV .	 
D. 13,78mV . 
Câu 3: Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động 6,5 (  V/K) được đặt trong m ôi trường ở 200 0 C còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 2320 0 C. Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt khi đó là 
Vận dụng 
Dặn dò 
- Học bài, làm bài tập 5; 6; 7; 8; 9 trang 78 sgk 
- Chuẩn bị bài “ dòng điện trong chất điện phân” 
- Ôn lại nội dung thuyết điện ly