Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn (Bản hay)

MÖØNG 
CHAØO MÖØNG 
CHAØO CAÙC EM ! 
THAÀY COÂ GIAÙO DÖÏ GIÔØ 
CHÀO MỪNG 
THẦY CÔ GIÁO DỰ GIỜ 
KIẾN THỨC ĐÃ HỌC 
CÂU 1 : Dòng điện là 
	 a 	 dòng chuyển dời của các hạt mang điện . 
	 b 	 dòng chuyển động 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 . 
KIẾN THỨC ĐÃ HỌC 
CÂU 2 : Điều kiện để có dòng điện là 
	 a 	 giữa hai đầu một vật có một hiệu điện thế . 
	 b 	 giữa hai đầu vật dẫn có một hiệu điện thế . 
	 c 	 phải có một vật dẫn . 
	 d 	 phải có một nguồn điện . 
Chúng ta hãy quan sát các hình ảnh sau 
Những hình ảnh trên mô tả hiện tượng gì ? 
???? 
ĐIỀU TA QUAN TÂM??? 
Dòng điện trong kim loại có tính chất gì ??? 
CHƯƠNG III : 
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
KIM LOẠI 
CHẤT ĐIỆN PHÂN. 
CHÂN KHÔNG. 
CHẤT KHÍ. 
CHẤT BÁN DẪN. 
Dòng điện trong các môi trường khác nhau có như nhau không ? 
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
TIẾT 27 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
DÀN BÀI 
1. Các tính chất điện của kim loại . 
2. Êlectron tự do trong kim loại . 
3. Giải thích tính chất điện của kim loại . 
-Kim loại là chất dẫn đ iện tốt ( có đ iện tr ở suất  nhỏ ). 
-D òng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt 
-D òng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm ( khi nh iệt độ không 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 
1. CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI: 
Doøng Ñieän Trong Kim Loaïi 
Khi nhieät ñoä taêng ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi nhö theá naøo ? 
- Khi nhieät ñoä taêng ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi taêng 
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 đó : 
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 
1. CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI: 
Doøng Ñieän Trong Kim Loaïi 
* Heä soá nhieät ñieän trôû α cuûa moãi kim loaïi phuï thuoäc vaøo : 
- Nhiệt độ 
- Ñoä saïch vaø cheá ñoä gia coâng vaät lieäu ñoù . 
Heä soá nhieät ñieän trôû  phuï thuoäc vaøo ? 
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 
1. CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI 
Doøng Ñieän Trong Kim Loaïi 
R=R 0 [1+ α( t –t 0 )] 
1. CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI 
ĐỌC SGK TRANG 88  Xem bảng 17.2 và hình 17.1 . 
TRẢ LỜI CÂU HỎI C1 : 
	* R của dây tóc đèn tăng khi U tăng . 
	* Mặt khác , khi hiệu điện thế U tăng  I tăng  độ sáng của đèn tăng  nhiệt độ dây tóc đèn tăng . 
	 Điện trở dây tóc bóng đèn tăng khi nhiệt độ tăng . 
1. CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI 
XEM BẢNG 17.1 
CÂU HỎI C2 : 
Muốn làm một dây dẫn có điện trở gần như không thay đổi thì nên dùng vật liệu nào ? 
TRẢ LỜI : nên dùng constantan vì constantan có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ , điện trở thay đổi hầu như không đáng kể khi nhiệt độ tăng . 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
 Các kim loại thể rắn có cấu trúc tinh thể . 
 Trong kim loại , các nguyên tử bị mất êlectron hóa trị trở thành các ion dương  các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn , trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại . 
2. ÊLECTRON TỰ DO TRONG KIM LOẠI 
 a. Cấu trúc tinh thể của kim loại : 
Mô hình mạng tinh thể đồng 
b. Êlectron tự do trong kim loại : 
b. ÊLECTRON TỰ DO TRONG KIM LOẠI 
Ion 
Electron tự do 
Electron trong nguyên tử 
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể 
Proton 
b. Electron t ự do trong kim loại 
 - Các êlectron trong mạng tinh thể chuyển động hỗn loạn và tạo thành đám mây êlectron ( khí êlectron tự do) 
- Hạt tải điện trong kim loại là êlectron tự do. 
E 
Khi không c ó đi ệ n trư ờ ng ngo à i 
Khi c ó 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 
b. Electron t ự do trong kim loại 
- Khi chưa có điện trường ngoài êlectron chuyển động hỗn loạn  Không có dòng điện trong kim loại . 
b. Electron t ự do trong kim loại 
b. ÊLECTRON TỰ DO  TRONG KIM LOẠI 
- Khi đặt vào 2 đầu vật dẫn KL một hiệu điện thế , 
các êlectron có thêm chuyển động có hướng ngược chiều điện trường  Có dòng điện chạy trong KL. 
c. Bản chất dòng điện trong kim loại 
Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do ngược chiều điện trường . 
( Trả lời câu hỏi mở bài .) 
3. GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT ĐIỆN  CỦA KIM LOẠI 
Tại sao kim loại là chất dẫn điện tốt ? 
a. Mật độ hạt tải điện ( êlectron tự do) trong kim loại rất lớn ( 10 28 /m 3 )  KL dẫn điện tốt . 
Nguyên nhân gây ra điện trở của KL là gì ? 
b. Khi chuyển động có hướng , các êlectron tự do luôn có khả năng va chạm với các ion kim loại ở nút mạng tinh thể gây ra điện trở . 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
 c. Nguyên nhân gây ra hiện tượng tỏa nhiệt 
 của dây dẫn KL: 
- Trong khi va chạm , êlectron truyền một phần động năng của nó cho ion, làm ion dao động mạnh lên , vì thế mà kim loại nóng lên và tỏa nhiệt . 
d. Tại sao điện trở suất phụ thuộc bản chất kim loại và điện trở tăng khi nhiệt độ tăng ? 
Các kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau & mật độ êlectron tự do khác nhau  điện trở suất khác nhau . 
Khi nhiệt độ tăng , độ mất trật tự của mạng tinh thể cũng tăng  làm tăng cản trở chuyển động của các êlectron  Điện trở của vật dẫn KL tăng . 
Chú ý: Ở nhiệt độ rất thấp , điện trở KL trở nên rất nhỏ vì độ linh động rất lớn . 
CỦNG CỐ BÀI 
Câu hỏi 1: Câu nào sai ? 
	 a 	 Hạt tải điện trong kim loại là êlectron tự do. 
 	 b 	 Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm nếu nhiệt độ trong KL được giữ không đổi . 
	 c 	 Hạt tải điện trong kim loại là ion. 
 	 d 	 Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt . 
CỦNG CỐ BÀI 
Câu hỏi 2: Câu nào đúng ? 
Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng , điện trở của nó sẽ 
	 a 	 giảm đi . 
 	 b 	 tăng lên . 
	 c 	 không thay đổi . 
 	 d 	ban đầu tăng lên theo nhiệt độ , nhưng sau đó lại giảm dần . 
CỦNG CỐ BÀI 
Câu hỏi 3: Điện trở suất của kim loại thay đổi như thế nào khi nhiệt độ tăng ? 
	 a 	 Tăng nhanh theo hàm bậc hai . 
 	 b 	 Giảm nhanh theo hàm bậc hai . 
	 c 	 Giảm đều theo hàm bậc nhất . 
 	 d 	 Tăng đều theo hàm bậc nhất . 
CỦNG CỐ BÀI 
Câu hỏi 4: Câu nào sai ? 
	 a 	Kim loại dẫn điện tốt . 
 	 b 	 Điện trở suất của kim loại khá lớn , vào cỡ 10 7  10 8 
	 c 	 Khi nhiệt độ tăng , điện trở suất của kim loại tăng theo hàm bậc nhất . 
 	 d 	 Khi nhiệt độ không đổi , dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại tuân theo định luật Ôm . 
BÀI TẬP 
Một sợi dây constantan và một dây đồng , cùng có điện trở 50 ở 30 o C. Điện trở của hai dây đó ở 100 o C là bao nhiêu ? Nhật xét kết quả tìm được ? 
Áp dụng : 
Tính đúng : Dây đồng : R = 65,05 
 Dây constantan: R = 50,035 
Nhận xét : constantan có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ , điện trở gần như không thay đổi khi nhiệt độ tăng . 
R=R 0 [1+ α( t –t 0 )] 
Hướng dẫn về nhà 
Học bài và trả lời câu hỏi 1,2/ Sgk 
Làm các bài tập 1,2,3 / Sgk 
Chuẩn bị bài 18 cho tiết học tiếp theo : 
 “ Hiện tượng nhiệt điện 
 – Hiện tượng siêu dẫn ”. 
Nam châm siêu dẫn 
lớn nhất thế giới 
BÀI HỌC KẾT THÚC 
CHÂN THÀNH CÁM ƠN 
SỰ HIỆN DIỆN 
CỦA QUÍ THẦY CÔ GIÁO. 
Chúc các em học tập nhiều tiến bộ ! 
KÍNH CHUÙC SÖÙC KHOEÛ 
 QUÍ THAÀY COÂ GIAÙO !