Bài giảng Vật lí 11 - Tiết 27: Dòng điện trong kim loại

CHAØO MÖØNG THẦY CÔ VÀ CÁC EMGIÁO VIÊN: NGÔ THỊ TOÁNTRƯỜNG THPT HIỆP HOÀ SỐ 511B Bản chất dòng điện trong các môi trường: kim loại, chất điện phân, chất khí, chân không, bán dẫn. Ứng dụng của dòng điện trong các môi trường.CHƯƠng 3: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNGTiết 27: Bài 13:Dòng điện trong kim loạiBẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠISỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT VÀO NHIỆT ĐỘĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪNHIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆNI-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠITiết 27: Bài 13Ion dươngElectron tự doElectron trong nguyên tửNguyên tử ProtonMô hình mạng tinh thể đồngMô hình mạng tinh thể đồngI-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠITiết 27: Bài 13Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương. Các ion dương dao động nhiệt quanh các vị trí cân bằng và liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do với mật độ n không đổi. => Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt+----------++++++Hãy quan sát chuyển động của êlectron tự do trong một đoạn dây dẫn kim loại khi chưa có điện trường ngoài?Khi có điện trường ngoài các êlectron tự do trong kim loại chuyển động như thế nào?Không có điện trường ngoàiCó điện trường ngoàiChuyển động của các electron tự doNhận xétChuyển động hỗn loạn không ngừngCó hướngCó dòng điệnKhông có dòng điệnBản chất dòng điện trong kim loại là gì?Tiết 27: Bài 13DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠII-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường .ETiết 27: Bài 13DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI++E++++++++++++++++++* Điện trở của kim loại++E++++++++++++++++++Nhiệt độ T1 > T2Điện trở++E++++++++++++++++++Nhiệt độ T2Điện trởI-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠITiết 27: Bài 13II- SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘKhi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng.ρ=ρ0[1+α(t-t0)]α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)ρ0 : điện trở suất của kim loại ở t00C ρ : điện trở suất của kim loại ở t 0C Trong đó:Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độI-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠITiết 27: Bài 13II- SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘKim loạiBạcBạch kimĐồngNhômSắtSilicVonframBảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại ở 200 CI-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠITiết 27: Bài 13Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất của kim loại thay đổi như thế nào?II- SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘIII- ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN++++++++++++++++++++Nhiệt độ Điện trởρ( )T( K )4200,080,166 0K 2K 4K 8K 6KNhiệt kếĐiện trở của một cột thủy ngân phụ thuộc vào nhiệt độHãy quan sát, sau đó nêu nhận xét sự thay đổi điện trở của cột thuỷ ngân ở lân cận nhiệt độ 4 K ?I-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠITiết 27: Bài 13II- SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘIII- ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN- Khi nhiệt độ giảm tới một nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất đột ngột giảm mạnh và xuống bằng 0.Thế nào là hiện tượng siêu dẫn?- Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở đột ngột giảm đến bằng 0 khi nhiệt độ T≤ Tc I-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠITiết 27: Bài 13II- SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘIII- ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪNTên vật liệuTc(K)NhômThủy ngânChìThiếcKẽmHgBa2Ca2Cu3O81,194,157,193,720,85134Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫnDây siêu dẫn nhiệt độ cao thế hệ 2 (2G) có chiều rộng 4cm (công ty American Superconductor sản xuất). Ứng dụng thành công lớn nhất hiện nay của chất siêu dẫn là trong lĩnh vực giao thông, cụ thể là các con tàu có thể “lướt” trên đệm từ trường. Vào tháng 12 năm 2003, tàu Yamanashi MLX01 đã được thử nghiệm với vận tốc 581km/giờ. Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giớiKIẾN THỨC CẦN NHỚDòng điện trong kim loạiBài 13Hạt 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 xuất hiện điện trở kim loại và tác dụng nhiệt. Điện trở suất của kim loại ρ=ρ0[1+α(t-t0)]Vật liệu siêu dẫn có điện trở suất đột ngột giảm đến 0 khi ở nhiệt độ nhỏ hơn (hoặc bằng) nhiệt độ tới hạn TC .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 ξ = αT (T1 –T2) , αT là hệ số nhiệt điện động. Câu 1: Hạt tải điện cơ bản trong kim loại làA. Các electron tự do.B. Các ion âm.C. Các ion dương.D. Các nguyên tử.CỦNG CỐ Câu 2: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽA. Giảm đi.B. Không thay đổi.C. Tăng lên.D. Tùy từng kim loại.CỦNG CỐCâu 3: Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượngA. 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 bằng 0(K).CỦNG CỐCỦNG CỐ Câu 4. Ở 200C 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. 3,679.10-8B. 3,812.10-8C. 1,866.10-8 D. 4,151.10-8