Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Bùi Văn Khoa

Các em hãy quan sát các hình ảnh sau 
Những hình ảnh trên mơ tả hiện tượng gì? 
Trường THPT Đạ Tông 
Dòng Điện Trong Các Môi Trường 
Chương III 
Bùi Văn Khoa 
Dịng điện trong kim loại. 
Dịng điện trong chất đ iện phân. 
Dịng điện trong chân khơng. 
Dịng điện trong chất khí. 
Dịng điện trong chất bán dẫn. 
Chương III 
Dòng Điện Trong Các Môi Trường 
I.Bản chất dịng 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. 
Bài 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
 Các kim loại thể rắn có cấu trúc mạng tinh thể . 
 Trong kim loại, các nguyên tử bị mất các electron 
hóa trị trở thành các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. 
I.Bản chất dịng điện trong kim loại 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
Mơ hình mạng tinh thể đồng 
I.Bản chất dịng điện trong kim loại 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
I.Bản chất dịng điện trong kim loại 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
 Các kim loại thể rắn có cấu trúc mạng tinh thể . 
 Trong kim loại, các nguyên tử bị mất các electron 
hóa trị trở thành các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. 
Ion 
Electron tự do 
Các e - ngồi cùng liên kết yếu với h ạt nhân, dễ dàng tách ra khỏi quỹ đạo ch.động quanh hạt nhân và trở thành e - tự do chuy ển động trong kim loại . 
Electron trong nguyên tử 
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể 
Nhân 
	 Do đâu mà cĩ các electron tự do trong kim loại? 
Các ng.tử mất đi e –  Ion dao động nhiệt tại nút mạng . 
I.Bản chất dịng điện trong kim loại 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
Ion 
Electron tự do 
	 Mơ hình sợi dây đồng và các Electron tự do bên trong 
Electron t ự do trong kim loại 
I.Bản chất dịng điện trong kim loại 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
Các em hãy quan sát quá trình chuyển động 
của các electron tự do và cho nhận xét? 
I.Bản chất dịng điện trong kim loại 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
Các electron chuyển động hỗn loạn và tạo thành đám mây electron 
Khi chưa đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường, hãy nhận xét chuyển 
động của electron tự do? 
I.Bản chất dịng điện trong kim loại 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
Khi đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường, hãy nhận xét chuyển động của electron tự do? 
Electron chuyển động có hướng (ngược chiều điện trường) 
E 
Khi khơng c ĩ đi ệ n trư ờ ng ngo à i 
Khi c ĩ đi ệ n tr ư ờ n g ngo à i 
Chuy ể n đ ộ ng c ủ a c á c electron 
K ế t lu ậ n 
Hỗn loạn không ngừng 
Có hướng 
Có dòng điện 
Không có dòng điện 
Thảo Luận: 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Nguyên nhân gây ra điện trở và hiện tượng tỏa nhiệt : 
 -Khi chuyển động cĩ hướng, các electron tự do luơn cĩ khả năng va chạm với các ion kim loại ở nút mạng tinh thể gây ra điện trở . 
 -Trong khi va chạm electron truyền một phần động năng của nĩ cho ion, làm ion dao động mạnh lên, vì thế mà kim loại nĩng lên. 
Thảo Luận: 
I.Bản chất dịng điện trong kim loại 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
-Kim loại là chất dẫn đ iện tốt (cĩ đ iện tr ở suất  nhỏ). 
-D ịng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt 
-D ịng điện trong kim loại tuân theo định luật Ơm (khi nh iệt độ khơng đổ i)	 
S ự bi ế n thiên đi ệ n tr ở su ấ t c ủ a đ ồ ng theo nhi ệ t đ ộ 
II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
Khi nhiệt độ tăng điện trở suất của kim loại như thế nào? 
- Khi nhiệt độ tăng điện trở suất của kim loại tăng 
ρ=ρ 0 [1+α(t-t 0 )] 
α : h ệ s ố nhi ệ t đi ệ n tr ở (K -1 ) 
ρ 0 :điện tr ở su ấ t c ủ a kim lo ạ i ở t 0 ( 0 C) 
ρ :đi ệ n tr ở su ấ t c ủ a kim lo ạ i ở t( 0 C) 
Trong đĩ: 
S ự bi ế n thiên đi ệ n tr ở su ấ t c ủ a đ ồ ng theo nhi ệ t đ ộ 
II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
* 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. 
Hệ số nhiệt điện trở  phụ thuộc vào ? 
ρ=ρ 0 [1+α(t-t 0 )] 
S ự bi ế n thiên đi ệ n tr ở su ấ t c ủ a đ ồ ng theo nhi ệ t đ ộ 
II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
Khi nhiệt độ giản xuống thấp thì mức độ cản trở dịng điện thay đổi thế nào ? 
Khi nhiệt độ giản xuống thấp (gần 0 0 K) điện trở của kim loại đột ngột giảm xuống bằng 0 gọi là hiện tượng siêu dẫn . 
C2: Vì sao dịng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn khơng cĩ nguồn điện lại cĩ thể duy trì lâu dài ? Cĩ thể dùng dịng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi được khơng ? 
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn 
Dòng Điện Trong Kim Loại 
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới 
HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN 
Thiếu e nên nhiễm điện + 
Thừa e nên nhiễm điện - 
Hai đầu dây kim loại cĩ một hiệu điện thế nào đấy 
T 1 
T 2 
Cặp nhiệt điện được dùng trong nhiệt kế điện tử đo được nhiệt độ cao với độ chính xác lớn