Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Nhữ Cao Vinh

Gi¸o viªn : nh ÷ cao vinh tæ : vËt lý – ktcn - tin 
tr­êng thpt th¹ch thµnh I 
« n tËp bµi cò : 
C©u hái 1: § Þnh nghÜa dßng ® iÖn?Quy ­ íc chiÒu dßng ® iÖn ? § iÒu kiÖn cã dßng ® iÖn ? 
C©u hái 2: C«ng thøc tÝnh ® iÖn trë d©y dÉn kim lo¹i theo tiÕt diÖn , chiÒu dµi d©y dÉn ? 
Tr ¶ lêi : 
 + Dßng ® iÖn lµ dßng chuyÓn dêi cã h­íng cña c¸c h¹t mang ® iÖn , chiÒu dßng ® iÖn lµ chiÒu dÞch chuyÓn cña c¸c ® iÖn tÝch d­¬ng . 
C©u hái 2: 
C©u hái 1: 
+ § iÒu kiÖn ®Ó cã dßng ® iÖn : cã ® iÖn tÝch tù do vµ c­êng ®é ® iÖn tr­êng ngoµi ( gi÷a hai ® Çu vËt dÉn cã hiÖu ® iÖn thÕ ) 
Quan s¸t thÝ nghiÖm sau : 
Khi bËt c«ng t¾c ® Ìn s¸ng lËp tøc . Cã ph¶i c¸c electron ®· chuyÓn ® éng tõ nguån tíi ® Ìn víi vËn tèc rÊt lín ? 
Bµi 17 
dßng ®iÖn trong kim lo¹i 
1. TÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
Kim lo¹i cã tÝnh dÉn ® iÖn tèt  § iÖn trë suÊt cã gi ¸ trÞ rÊt nhá (® iÖn dÉn suÊt σ = 1/ ρ rÊt lín ) 
KIM LOẠI 
ρ 0 ( Ω .m) 
α (K -1 ) 
Bạc 
1,62.10 -8 
4,1.10 -3 
Đồng 
1,69.10 -8 
4,3.10 -3 
Nhôm 
2,75.10 -8 
4,4.10 -3 
Sắt 
9,68.10 -8 
6,5.10 -3 
Vonfam 
5,25.10 -8 
4,5.10 -3 
Constantan 
5,21.10 -8 
0,01.10 -3 
Điện trở suất , hệ số 
nhiệt điện trở của một số kim loại 
1. TÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
Dßng ® iÖn trong kim lo¹i tu©n theo ® Þnh luËt ¤m ( nhiÖt ®é cña kim lo¹i gi ÷ kh«ng ® æi ) 
Dßng ® iÖn trong d©y dÉn kim lo¹i g©y ra t¸c dông nhiÖt 
1. TÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
Dùa vµo kÕt qu ¶ ghi ® å thÞ . Tõ ® ã em rót ra ®­ îc kÕt luËn g×? 
U 1 
U 2 
R 1 
R 2 
I 
ë nhiÖt ®é cao h¬n : 
R 2 > R 1 
1. TÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
 § iÖn trë suÊt cña kim lo¹i t¨ng theo nhiÖt ®é: 
ρ 0 : ® iÖn trë suÊt cña kim lo¹i ë t 0 ( 0 C ) 
ρ : ® iÖn trë suÊt cña kim lo¹i ë t ( 0 C ) 
α : hÖ sè nhiÖt ® iÖn trë ( K -1 ) 
Kim loại ở thể rắn có cấu trúc tinh thể . 
Trong tinh thể kim loại , ở các nút mạng là các ion dương 
Các electron tự do chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể tạo thành khí electron tự do choán toàn bộ tinh thể 
2. CÊu tróc kim lo¹i. 
Khi không có điện trường ngoài , các ion dương trong mạng tinh thể dao động xung quanh vị trí cân bằng , các electron tự do thì chuyển động tự do bên trong vật thể kim loại . 
2. CÊu tróc kim lo¹i. 
ChuyÓn ® éng tù do cña c¸c electron nµy cã t¹o ra dßng ® iÖn ®­ îc kh«ng ? 
Khi không có điện trường ngoài   các electron tự do  chỉ chuyển động   hỗn loạn . chuyển động   của electron tự do  giống như chuyển động nhiệt   của các phần tử trong một khối khí , do đó , tính trung bình , lượng electron chuyển động   theo một chiều nào đó luôn bằng lượng electron chuyển động   theo chiều ngược lại . 
Không có dòng điện trong kim loại 
2. CÊu tróc kim lo¹i. 
E 
3. Gi¶i thÝch tÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
a. Bản chất của dòng điện trong kim loại 
 Bản chất d òng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường 
3. Gi¶i thÝch tÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
Chuù yù : 
Vận tốc   của chuyển động   có hướng này rất nhỏ , bé hơn 0,2 mm/s; không nên lẫn lộn vận tốc   này với vận tốc lan truyền của điện trường  (300 000 km/s); vận tốc lan truyền của điện trường rất lớn nên khi đóng mạch điện thì ngọn đèn điện dù có rất xa cũng hầu như lập tức phát sáng 
 Mật độ hạt tải điện (electron tự do) trong kim loại rất lớn , vào cỡ mật độ nguyên tử kim loại (10 28 /m 3 ) , vì thế kim loại dẫn điện tốt 
3. Gi¶i thÝch tÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
b. Giải thích các tính chất điện của kim loại 
 Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại : 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
E 
3. Gi¶i thÝch tÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
b. Giải thích các tính chất điện của kim loại 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
E 
3. Gi¶i thÝch tÝnh chÊt ® iÖn cña kim lo¹i. 
b. Giải thích các tính chất điện của kim loại 
 NhiÖt ®é cµng cao c¸c ion kim lo¹i cµng dao ® éng m¹nh → ®é mÊt trËt tù cµng t¨ng lªn → cµng lµm c¶n trë chuyÓn ® éng cña c¸c electron tù do → ® iÖn trë suÊt cña kim lo¹i cµng t¨ng . 
 Trong va ch¹m electron tù do truyÒn n¨ng l­îng cña chuyÓn ® éng cã h­íng cho m¹ng tinh thÓ kim lo¹i, lµm t¨ng néi n¨ng cña kim lo¹i. V× vËy lµm kim lo¹i nãng lªn khi cã dßng ® iÖn ch¹y qua. 
Cñng cè 
C©u 1: Chän c©u sai : 
A . H¹t t¶i ® iÖn trong d©y dÉn kim lo¹i lµ electron tù do 
B . H¹t t¶i ® iÖn trong kim lo¹i lµ ion 
C . Dßng ® iÖn trong kim lo¹i tu©n theo ® Þnh luËt ¤m nÕu nhiÖt ®é ®­ îc gi ÷ kh«ng ® æi 
D . Dßng ® iÖn trong d©y dÉn kim lo¹i g©y ra t¸c dung nhiÖt 
C©u 2: Khi nhiÖt ®é cña d©y dÉn kim lo¹i t¨ng , ® iÖn trë cña nã sÏ : 
A . Gi¶m ®i 
B . T¨ng lªn 
C . Kh«ng thay ® æi 
D . Ban ® Çu t¨ng theo nhiÖt ®é sau ® ã gi¶m dÇn 
C©u 3: Trong ® iÒu kiÖn nµo c­êng ®é dßng ® iÖn trong kim lo¹i tu©n theo ® Þnh luËt ¤m? 
A . D©y dÉn kim lo¹i cã nhiÖt ®é kh«ng ® æi 
B . Dßng ® iÖn ch¹y qua d©y dÉn kim lo¹i cã c­êng ®é rÊt lín 
C . D©y dÉn kim lo¹i cã nhiÖt ®é t¨ng dÇn 
D . NhiÖt ®é d©y dÉn kim lo¹i rÊt thÊp , xÊp xØ ®é kh«ng tuyÖt ® èi 
C©u 4: ë 20 0 C ® iÖn trë suÊt cña b¹c lµ 1,62.10 -8 . HÖ sè nhiªt ® iÖn trë cña b¹c lµ 4,1.10 -3 K -1 . ë 330K ® iÖn trë suÊt cña b¹c lµ: 
A . 3,679.10 -8 
B . 3,812.10 -8 
C . 1,866.10 -8 
D . 4,151.10 -8 
NhiÖm vô vÒ nh µ 
V× sao kim ® iÖn kÕ l¹i bÞ lÖch ?