Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Trường THPT Dương Văn An

Chương III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
Trường THCS & THPT Dương Văn An 
Giáo viên : Nguyễn Ngọc Vinh 
Tổ : Vật lí – Công nghệ 
Dòng điện xuất hiên trong các môi trường khác nhau 
Quan sát các hình ảnh sau 
 Chương III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
Dòng điện trong kim loại . 
Dòng điện trong chất đ iện phân . 
Dòng điện trong chân không . 
Dòng điện trong chất khí . 
Dòng điện trong bán dẫn . 
 Chương III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
Câu hỏi khái quát: 
	 Em hiểu biết gì về những tiến bộ mới của khoa học, kỹ thuật và công nghệ trong việc nghiên cứu và sử dụng hiểu biết về sự dẫn điện trong các môi trường khác nhau, đặc biệt là kim loại, chất khí và chất bán dẫn? 
Câu hỏi nội dung: 
Câu1 . Theo em biết thì những chất nào xung quanh chúng ta có thể dẫn điện (Chất rắn, lỏng, khí...)? Tại sao em nghĩ như vậy, từ đâu em biết? (Nếu chưa biết hãy về tìm hiểu). 
Câu 2 . Em biết gì về sự dẫn điện của các chất như kim loại, bán dẫn, chất khí....(điều kiện, bản chất, tính chất...) 
 Chủ đề : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
Câu hỏi nội dung: 
Câu 3 . Theo em, trong các điều kiện khác nhau các hạt mang 
điện có giống nhau không, chúng khác nhau ở chỗ nào? Tại sao? 
Câu 4 . Theo em điều kiện điện trường để có dòng điện xuất hiện 
trong các chất khác nhau có giống nhau hay không? Tại sao? 
Câu 5 . Tính chất dẫn điện (sự phụ thuộc của cường độ dòng điện 
vào các yếu tố khác nhau) của các chất khác nhau 
khác nhau như thế nào? Tại sao? 
Tiết 25 . DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOAI 
Nội dung 
Bản chất dòng điện trong kim loại 
Electron tự do trong kim loại 
I 
2 
III 
Giải thích tính dẫn điện của kim loại 
Các tính chất điện của kim loại 
3 
1 
Text in 
here 
Dòng điện là gì ? 
Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện 
Có các hạt mang 
điện tự do 
Có điện trường ngoài 
+ Kim loại là chất dẫn điện tốt 
Bản chất dòng điện trong kim loại 
I 
Các tính chất điện của kim loại 
1 
+ Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm 
+ Dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt 
+ Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ 
KIM LOẠI 
ρ 0 ( Ω .m) 
Bạc 
1,62.10 -8 
Đồng 
1,69.10 -8 
Nh ôm 
2,75.10 -8 
S ắt 
9,68.10 -8 
Vonfam 
5,25.10 -8 
Constantan 
5,21.10 -8 
Các kim loại khác nhau có cấu 
trúc khác nhau và mật độ 
Electron tự do khác nhau nên 
có điện trở suất khác nhau . 
KIM LOẠI 
ρ 0 ( Ω .m) 
Bạc 
1,62.10 -8 
Đồng 
1,69.10 -8 
Nh ôm 
2,75.10 -8 
S ắt 
9,68.10 -8 
Vonfam 
5,25.10 -8 
Constantan 
5,21.10 -8 
: điện trở suất ở t 0 0 C 
: hệ số nhiệt điện trở . 
+ Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ 
Text in 
here 
Câu C1 
Điện trở của dây tóc bóng đèn tăng khi nhiệt độ tăng . 
Phiếu học tập số 1 
1- Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt nào? 
................................................................................ 
2- Tại sao gọi là các electron tự do? Khí electron tự do trong kim loại là gì? 
................................................................................ 
3- Trình bày cấu tạo của mạng tinh thể kim loại? 
............................................................................... 
4- Electron trong kim loại chuyển động như thế nào khi chưa có điện trường ngoài? 
 ...................................................................... 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
Phiếu học tập số 1 
1- Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt nào? 
................................................................................ 
2- Tại sao gọi là các electron tự do? Khí electron tự do trong kim loại là gì? 
................................................................................ 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
+ 
Ion 
Electron tự do 
Electron trong nguyên tử 
Proton 
Phiếu học tập số 1 
1- Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt electron và ion dương. 
2- Các elecron hóa trị chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể gọi là các electron tự do. Các electron chuyển động giống như các phân tử khí nên được gọi là khí electron tự do. 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
Phiếu học tập số 1 
3- Trình bày cấu tạo của mạng tinh thể kim loại? 
............................................................................... 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
Phiếu học tập số 1 
3- Cấu tạo của mạng tinh thể kim loại: Các nút mạng là các ion dương xung quanh nút mạng là các electron tự do chuyển động hỗn loạn. 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
Phiếu học tập số 1 
4- Electron trong kim loại chuyển động như thế nào khi chưa có điện trường ngoài? 
 ...................................................................... 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
Chưa có điện trường 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
 Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử . Khi có điện trường ngoài các electron trong kim loại chuyển động hỗn loạn không tạo ra dòng điện . 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
Phiếu học tập số 1 
4- Khi chưa có điện trường ngoài các electron trong kim loại chuyển động hỗn loạn không tạo ra dòng điện. 
Phiếu học tập số 1 
1- Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt electron và ion dương. 
2- Các elecron hóa trị chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể gọi là các electron tự do. Các electron chuyển động giống như các phân tử khí nên được gọi là khí electron tự do. 
3- Cấu tạo của mạng tinh thể kim loại: Các nút mạng là các ion dương xung quanh nút mạng là các electron tự do chuyển động hỗn loạn. 
4- Khi chưa có điện trường ngoài các electron trong kim loại chuyển động hỗn loạn không tạo ra dòng điện. 
 Electron tự do trong kim loại 
2 
 Giải thích tính chất điện của kim loại 
3 
Khi có điện trường ngoài electron trong kim loại chuyển động như thế nào ? 
E 
 Dưới tác dụng của điện trường electron chuyển động 
 ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện . 
 Giải thích tính chất điện của kim loại 
3 
Khi có điện trường 
 Giải thích tính chất điện của kim loại 
3 
Bản chất của dòng điện trong kim loại là gì ? 
Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của 
các electron tự do dưới tác dụng của điện trường . 
 Dưới tác dụng của điện trường electron chuyển động ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện . 
Text in 
here 
Câu C2 
Constantan có anpha nhỏ , hầu như không đáng kể . Vì vậy dùng Constantan 
 Giải thích tính chất điện của kim loại 
3 
Phiếu học tập số 2 
1- Nguyên nhân nào gây ra điện trở trong kim loại? 
................................................................................ 
2- Vì sao khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng? 
................................................................................ 
3- Vì sao khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì làm vật dẫn nóng lên? 
 .................................................................................. 
 Giải thích tính chất điện của kim loại 
3 
+ 
+ 
E 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Nhiệt độ 
Quan sát mạng tinh thể hai hình nhận xét ? 
I 
 : electron tự do 
 Giải thích tính chất điện của kim loại 
3 
+ 
+ 
E 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Nhiệt độ 
I 
 : electron tự do 
 Khi nhiệt độ tăng các ion trong mạng tinh thể sẽ dao động như thế nào ? 
Khi nhiệt độ tăng , chuyển động nhiệt của các iôn trong mạng 
tinh thể tăng , làm cho điện trở của kim loại tăng . 
Nhiệt độ 
0 
1200 T(K) 
Điện trở suất 
12.10 -8 
400 
2.10 -8 
 Giải thích tính chất điện của kim loại 
3 
Phiếu học tập số 2 
1- Nguyên nhân gây ra điện trở trong kim loại: 
Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại đã cản trở chuyển động có hướng của các electron tự do, làm cho electron chuyển động lệch hướng. 
2- Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng: 
Nhiệt độ tăng thì các ion càng dao động mạnh do đó độ mất trật tự của mạng tinh thể tăng làm cản trở chuyển động của electron tự do. 
3- Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì làm vật dẫn nóng lên: 
Electron chuyển động có gia tốc nên thu được năng lượng xác định. Khi chuyển động chúng truyền năng lượng cho mạng tinh thể làm tăng nội năng của kim loại. Nộ năng này đã chuyển hóa thành nhiệt năng. 
Text in 
here 
Câu C3 
Kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau và mật độ electron tự do khác nhau . Do đó tác dụng ngăn cản chuyển động có hướng của các electron tự do trong mỗi kim loại cũng khác nhau . 
A . dẫn điện tốt , có điện trở suất không thay đổi . 
B . dẫn điện tốt , có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ . 
C . dẫn điện tốt như nhau , có điện trở suất theo nhiệt độ 
D . dẫn điện tốt , có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ 
giống nhau . 
Bài 1 : Các kim loại đều : 
Củng cố 
A . Các electron của nguyên tử . 
B . Electron ở lớp trong của nguyên tử . 
C . Các electron hóa trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể . 
D . Các electron hóa trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể . 
Bài 2 : Hạt tải điện trong kim loại là : 
Củng cố 
Nội dung cần ghi nhớ 
- Các tính chất của kim loại 
- Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ 
 ρ = ρ 0 [1 + α ( t – t 0 )] 
- Bản chất của dòng điện trong kim loại : là dòng chuyển dời 
có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường. 
DẶN DÒ 
CHÚC CÁC EM HỌC TỐT 
The end