Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Vũ Trọng Đãng

DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
KÝnh chµo c¸c thµy c« gi¸o 
Gi¸o viªn : 
Ch­¬ng III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
Dßng điện trong kim loại . 
Dßng điện trong chÊt điện ph©n 
Dßng điện trong chÊt khÝ. 
Dßng điện trong ch©n kh«ng. 
Dßng điện trong chÊt b¸n dÉn . 
DÒNG ĐIỆN  TRONG KIM LOẠI 
	 I : Bản chất của dòng điện trong kim loại. 	 
 - Nội dung về thuyết êlectron về tính 	 	 dẫn điện của kim loại. 
	 - Bản chất dòng điện trong kim loại. 
	 II : S ự ph ụ thu ộc c ủa đ i ện tr ở su ất c ủa 
 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 . 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
	 1. Các nguyên tử bị mất êlectron hoá trị thành các ion dương. C ác ion d ươ ng li ê n k ết tr ật t ự tạo nên mạng tinh thể. Chuyển động nhiệt của các ion c àng cao, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự. 
I : Bản chất của dòng điện trong kim loại. 
 A. Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại. 	 
Em h ãy nêu các đặc điểm về điện của kim loại ? 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Ion 
Electron tự do 
Trong nguyên tử kim loại , các êlectron hoá trị tách ra khỏi nguyên tử và trở thành electron tự do chuyển động trong kim loại , 
Các nguyên tử mất đi electron trở thành Ion dương dao động nhiệt tại nút mạng tinh thể . 
Electron trong nguyên tử 
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể 
Proton 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
2 . C ác ê lectron ho á tr ị t ách kh ỏi nguy ê n t ử , trở thành các ê lectron tự do với mật độ không đổi chuyển động hỗn loạn thành khí ê lectron cho án to àn b ộ kim lo ại nh ư ng ch ư a t ạo th ành d òng đ i ện . 
	 Mô hình sợi dây kim loại và các Electron tự do bên trong 
3. Khi đặt một điện trường ngoài vào kim loại : 
Lực điện sẽ tác dụng làm các êlectron chuyển động ngược chiều điện trường, tạo thành dòng điện. 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Ion 
Nút mạng tinh thể 
Em hãy cho biết nguyên nhân gây ra điện trở ở kim loại l à gì ? 
4. Do sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động có hướng của các êlectron tự do, sự méo mạng do biến dạng cơ, và các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại. 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Nhận định nào sau là đúng về dòng điện trong kim loại ? 
Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron của nguyên tử. 
B. Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự do dưới tác dụng của điện trường. 
C. Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự do và các ion dương dưới tác dụng của điện trường. 
D. Là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương dưới tác dụng của điện trường. 
I : Bản chất của dòng điện trong kim loại : 
B. Bản chất của dòng điện trong kim loại : 
Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự do dưới tác dụng của điện trường. 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
  =  0 [ 1+ α (t – t 0 ) ] 
Với  0 là điện trở suất ở t 0 C (th­êng ë 20®é) 
 Hệ số nhiệt điện trở α phụ thuộc: 
 + Bản chất kim loại 
 + Nhiệt độ 
 + Độ sạch của kim loại 
 + Chế độ gia công vật liệu 
Em h·y cho biÕt sù phô thuéc cña ®iÖn trë suÊt cña kim lo¹i theo nhiÖt ®é? 
II : Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ. 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Sự biến thiên điện trở suất theo nhiệt độ. 
Theo đồ thị bên em có nhận xét gì ? 
 Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần 0 K thì điện trở của kim loại sạch rất nhỏ. 
 Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu ta hạ thấp nhiệt độ của vật liệu thấp hơn một giới hạn Tc ? 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
III : Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn. 
Em hãy cho biết thế nào là hiện tượng siêu dẫn ? Hiện tượng này có ứng dụng gì ? 
 Là hiện tượng điện trở suất của một số vật liệu đột ngột giảm xuống bằng 0 khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một giá trị Tc nhất định. Giá trị này phụ thuộc vào bản thân vật liệu. 
 Nó được ứng dụng để tạo ra các nam châm điện có từ trường rất mạnh và trong tương lai có thế dùng để tải điện mà không hao phí điện năng. 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
IV : Hiện tượng nhiệt điện. 
Theo thuyết êlectron, khi một sợi kim loại có nhiệt độ hai đầu khác nhau thì xảy ra hiện tượng gì ? 
Các êlectron tự do ở đầu nóng dồn về đầu lạnh. Đầu nóng tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm. 
 ứng dụng hiện tượng này người ta làm cặp nhiệt điện. 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Em h ãy nêu cấu tạo của một cặp nhiệt điện ? Và cho biết biểu thức của suất nhiệt điện động ? 
 Là một cặp dây dẫn có bản chất khác nhau và hai đầu của chúng được hàn với nhau. 
 Suất nhiệt điện động suất hiện khi nhiệt độ hai chỗ tiếp xúc T1 ,T2 khác nhau. 
 Biểu thức : 
E = α T |(T 1 - T 2 )| 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
V ới α T l à h ệ s ố nhi ệt điện độn g ph ụ thu ộc v ật li ệu l àm c ặp nhi ệt điện. 
 Đơn vị α T là µV/K 
 Nguyên nhân xuất hiện suất nhiệt điện động. 
 do sự khuếch tán của elêctron từ đầu nóng về đầu lạnh => làm xuất hiện U ≠ 0 ở hai mối hàn. 
 Dòng nhiệt điện do suất nhiệt điện động suất sinh ra trong cặp nhiệt điện. 
 Ứ ng d ụng : D ùng l àm nhi ệt k ế nhi ệt đ i ện để đ o nhi ệt độ v ới độ nh ạy v à độ ch ính x ác cao. 
Củng cố : 
1. C ác kim loại đều 
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 thay đổi theo nhiệt độ. 
D. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ giống nhau. 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
2. Dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn tạo thành mạch kín, có thể duy trì lâu dài khi không có nguồn điện vì : 
A. Trong sợi dây siêu dẫn không có các ion dương. 
B. Cuộn dây siêu dẫn có điện trở bằng không, năng lượng không bị tiêu hao. 
C. Trong sợi dây siêu dẫn các êlectron đứng yên. 
D. Dòng điện trong dây siêu dẫn là dòng các ion dương có hướng. 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
 3. ở 20 0 C điện trở suất của bạc là 1,62.10 -8 . Biết hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10 -3 K -1 . ở 330K thì điện trở suất của bạc là 
 A. 3,679.10 -8 
B. 3,812.10 -8 
C. 1,866.10 -8 
 D. 4,151.10 -8 
Xin mời các thày cô giáo và các em nghỉ  
12 
0 
KÝnh chµo c¸c thµy c« gi¸o 
Gi¸o viªn : 
 1200 T(K) 
12 
0