Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Trường THPT Quang Trung

TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG
 NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG 
 CÁC THẦY CÔ GIÁO 
ĐẾN DỰ 
THAO GIẢNG! 
THAO GIẢNG TOÀN TRƯỜNG 
CHÀO MỪNG NGÀY 20-11 
LỚP 11A12 
HÃY QUAN SÁT NHỮNG HÌNH ẢNH SAU: 
CHƯƠNG III 
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
NGUYỄN THỊ THU TRANG 
TIẾT 25 - BÀI 13 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG
GIÁO VIÊN THỰC HIỆN: 
KIẾN THỨC ĐÃ HỌC 
CÂU 1 : Dòng điện là : 
A. Dòng chuyển dời của các hạt mang điện . 
B. Dòng chuyển dời 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 vật dẫn có một hiệu điện thế . 
B. Giữa hai đầu một vật có một hiệu điện thế . 
C. Phải có một vật dẫn . 
D. Phải có một nguồn điện . 
D. Dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện . 
KIẾN THỨC ĐÃ HỌC 
CÂU 1 : Dòng điện là : 
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 CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN 
IV 
HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN 
NỘI DUNG 
1. Thuyết electron về tính dẫn điện 
của kim loại 
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
2. Bản chất của dòng điện trong kim loại 
CẤU TẠO CỦA NGUYÊN TỬ KIM LOẠI 
Ion + 
Electron t ự do 
Electron trong nguyên t ử 
Nguyên tử kim loại 
Proton 
1. Thuyết electron về tính dẫn điện 
của kim loại 
1. Thuyết electron về tính dẫn điện 
của kim loại 
CÁC ION DƯƠNG VÀ ELECTRON TỰ DO CHUYỂN ĐỘNG NHIỆT TRONG MẠNG TINH THỂ. 
QUAN SÁT CÁC ION DƯƠNG 
1. Thuyết electron về tính dẫn điện 
của kim loại 
QUAN SÁT CÁC ELECTRON TỰ DO. 
1. Thuyết electron về tính dẫn điện 
của kim loại 
Không có điện trường ngoài 
Có điện trường ngoài 
Chuyển động của các e tự do 
Nhận xét về dòng điện 
Hỗn loạn 
không ngừng 
Có hướng 
Có dòng điện 
Không có 
dòng điện 
 HÃY QUAN SÁT THÍ NGHIỆM 
1. Thuyết electron về tính dẫn điện 
của kim loại 
THUYẾT ELECTRON VỀ TÍNH 
DẪN ĐIỆN CỦA KIM LOẠI 
1. Thuyết electron về tính dẫn điện 
của kim loại 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
 Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường ngoài . 
TỪ THUYẾT ELECTRON VỀ TÍNH DẪN ĐIỆN CỦA KIM LOẠI, HÃY CHO BIẾT BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI ? 
2. Bản chất của dòng điện trong kim loại 
E 
ỨNG DỤNG 
Khi nhiệt độ tăng , điện trở của kim loại có thay đổi không ? Vì sao ? 
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT 
CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ 
1. 
Biểu thức 
2. 
Ứng dụng 
II. 
QUAN SÁT ĐỒ THỊ 
VÀ RÚT RA NHẬN XÉT? 
Sự biến thiên điện trở suất  của Đồng theo nhiệt độ 
1. 
Biểu thức 
ρ=ρ 0 [1+α(t-t 0 )] 
Biểu thức : 
1. 
Biểu thức 
(1) 
CÔNG THỨC LIÊN HỆ GIỮA ĐIỆN TRỞ VÀ ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI ? 
(2) 
R=R 0 [1+α(t-t 0 )] 
Từ (1) và (2): 
(3) 
BÀI TẬP VÍ DỤ 1 
Ở 20 0 C, cho điện trở suất của bạc là 1,62.10 -8 m, và hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10 -3 K -1 . Ở 320 K thì điện trở suất của bạc là bao nhiêu ? 
ĐS: 1,8.10 -8 m 
Bảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại ở 20 0 C 
1. 
Biểu thức 
Bạc 
1,62.10 -8 
4,1.10 -3 
Chất liệu 
Bạch kim 
10,6.10 -8 
3,9.10 -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 
5,21.10 -8 
-70.10 -3 
Constantan 
5,25.10 -8 
4,5.10 -3 
Vonfram 
- Trong thực tế thường dùng dây đồng làm dây dẫn điện . 
- Dây bạch kim được chọn làm nhiệt kế điện trở dùng trong công nghiệp 
Giải thích ? 
Giải thích ? 
KHI NHIỆT ĐỘ GIẢM, ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI THAY ĐỔI THEO QUI LUẬT NHƯ THẾ NÀO 
2. 
Ứng dụng 
 III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN 
1. Định nghĩa 
2. Ứng dụng 
KHI NHIỆT ĐỘ GIẢM ĐẾN GẦN O(K), ĐIỆN TRỞ CỦA HẦU HẾT CÁC KIM LOẠI THAY ĐỔI NHƯ THẾ NÀO? 
Khi thì => 
QUAN SÁT THÍ NGHIỆM VÀ RÚT RA NHẬN XÉT? 
R( ) 
T( K ) 
4 
2 
 0 
0,08 
0,16 
6 
 0 K 
 2 K 
 4 K 
 8 K 
 6 K 
Temp 
1. Định nghĩa 
HÃY NÊU ĐỊNH NGHĨA VỀ VẬT LIỆU SIÊU DẪN? 
Định nghĩa : Vật liệu siêu dẫn là vật liệu có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi nhiệt độ T≤ T c . T c là nhiệt độ tới hạn . 
Chú ý: T c chỉ phụ thuộc vào bản chất của vật liệu . 
1. Định nghĩa 
Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn 
Chì 
7,19 
HgBa2Ca2Cu3O8 
134 
Tên vật liệu 
T c (K ) 
1. Định nghĩa 
Nhôm 
1,19 
Thủy ngân 
4,15 
Thiếc 
3,72 
Kẽm 
0,85 
Dây siêu dẫn có chiều rộng 4cm. 
Tàu đệm từ 
2. Ứng dụng 
Có cách nào tạo ra trong mạch kín một suất điện động mà không cần đến một nguồn điện hay không ? 
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN 
1. 
2. 
Ứng dụng 
Hiện tượng 
HÃY QUAN SÁT THÍ NGHIỆM VÀ RÚT RA NHẬN XÉT? 
1. Hiện tượng 
T 1 
T 2 
T 1 = T 2 
T 1 > T 2 
- 
+ 
T 1 
T 2 
Xét dây dẫn kim loại thứ nhất : 
1. Hiện tượng 
Hiện tượng nhiệt điện : Là hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một cặp nhiệt điện khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau . 
1. Hiện tượng 
 Suất điện động nhiệt điện tăng theo hiệu nhiệt độ 
giữa hai mối hàn . 
1. Hiện tượng 
Biểu thức : 
(4) 
BÀI TẬP VÍ DỤ 2 
Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động 6,5 (  V/K) được đặt trong không khí ở 20 0 C, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 232 0 C. Tính suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện khi đó? 
ĐS: 1,378 mV 
Bảng một số cặp nhiệt điện thường dùng 
6,5 
Platin – Platin pha rôđi 
8,6 
Sắt – Đồng 
32,4 
Sắt – Niken 
40 
Đồng – Constantan 
50,4 
Sắt – Constantan 
1. Hiện tượng 
Cặp kim loại 
 T (V/K) 
Nhiệt kế nhiệt điện 
2. Ứng dụng 
Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. 
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường . 
Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể làm cản trở chuyển động của các electron tự do, làm điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ . Nhiệt độ gần giá trị 0 K thì điện trở của kim loại sạch đều rất nhỏ . 
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi ở nhiệt độ nhỏ hơn ( hoặc bằng ) nhiệt độ tới hạn T C . 
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất , hai đầu hàn vào nhau . Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau , trong mạch có suất điện động nhiệt điện E = α T (T 1 –T 2 ) , α T l à h ệ s ố nhi ệt đ i ện động . 
KIẾN THỨC CẦN NHỚ 
1) Hạt tải điện trong kim loại là : 
A. Các electron tự do. 
B. Các ion âm . 
C. Các ion dương . 
D. Các nguyên tử . 
2) Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng , điện trở của nó sẽ : 
A. Giảm đi . 
B. Không thay đổi . 
C. Tăng lên . 
D. Tùy từng kim loại . 
3) Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng : 
A. Điện trở của vật dẫn giảm xuống giá trị rất nhỏ khi nhiệt độ giảm xuống thấp . 
C. Điện trở của vật dẫn giảm xuống rất nhỏ khi nhiệt độ của nó đạt giá trị đủ cao . 
B. Điện trở của vật dẫn giảm xuống bằng không khi nhiệt độ của nó nhỏ hơn giá trị nhiệt độ tới hạn . 
D. Điện trở của vật dẫn bằng không khi nhiệt độ = 0(K) 
4) Suất điện động nhiệt điện của một cặp nhiệt điện phụ thuộc vào : 
A. Nhiệt độ thấp hơn ở một trong hai đầu cặp nhiệt điện . 
B. Nhiệt độ cao hơn ở một trong hai đầu cặp nhiệt điện . 
C. Hiệu nhiệt độ hai đầu cặp nhiệt điện . 
D. Bản chất của chỉ một trong hai kim loại cấu tạo nên cặp nhiệt điện . 
 HỌC BÀI, LÀM BÀI TẬP 5, 6, 7, 8, 9 TRANG 78 SGK. 
 ĐỌC TRƯỚC BÀI: “DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” 
 ÔN LẠI NỘI DUNG CỦA THUYẾT ĐIỆN LI. 
DẶN DÒ 
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN 
SỰ QUAN TÂM THEO DÕI 
CỦA QUÝ THẦY CÔ 
VÀ CÁC EM HỌC SINH! 
E 
9 
4 
2 
0 
2 
4 
6 
V 
0:6 mV 
0 
100 
200 
300 
400 
500 
600 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100 
0 
100 
200 
300 
400 
500 
600