Bài giảng Vật lý 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Năm học 2022-2023 - Hoàng Quyên

Giáo viên: Hoàng Quyên 
Lớp dạy: 11A 
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
Tiết 27 - BÀI 13: 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
Nhóm 1 
Nhóm 2 
Nhóm 3 
Nhóm 4 
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại 
1. Mạng tinh thể là gì? 
2. Nguyên nhân gây mất trật tự của mạng tinh thể? 
3. Nêu hạt tải điện trong kim loại? Bản chất của dòng điện trong kim loại là gì? 
4. Hãy nêu những nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại? 
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ: 
1. Giải thích sự thay đổi điện trở của kim loại khi nhiệt độ tăng, khi nhiệt độ giảm? 
2. Xác định công thức thể hiện sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ? 
III. Hiện tượng siêu dẫn: 
1. Hiện tượng siêu dẫn là gì? 
2. Nêu một số ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn 
IV. Hiện tượng nhiệt điện: 
1. Thế nào là cặp nhiệt điện? 
2. Nêu hiện tượng nhiệt điện? Công thức? Nêu những ứng dụng của hiện tượng nhiệt điện? 
THẢO LUẬN NHÓM 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
+ 
- 
Ion dương 
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
- Trong kim loại, các nguyên tử bị mất êlectron hóa trị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại. Các ion dương dao động nhiệt xung quanh nút mạng. 
Mô hình mạng tinh thể kim loại 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
- 
Nguồn điện Electricity supply 
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
- Các êlectron hóa trị tách khỏi nguyên tử thành các êlectron tự do với mật độ n không đổi. Chúng chuyển động hỗn loạn tạo thành khí êlectron tự do choán toàn bộ thể tích của khối kim loại và không sinh ra dòng điện nào. 
+ 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
Electricity supply 
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
- Điện trường E do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí êlectron trôi ngược chiều điện trường, tạo ra dòng điện. 
Kết luận: 
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường. 
Hạt tải điện trong kim loại: electron tự do 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
- Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của êlectron tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại. 
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 
- Trong kim loại, các nguyên tử bị mất êlectron hóa trị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại. Các ion dương dao động nhiệt xung quanh nút mạng. 
- Các êlectron hóa trị tách khỏi nguyên tử thành các êlectron tự do với mật độ n không đổi. Chúng chuyển động hỗn loạn tạo thành khí êlectron tự do choán toàn bộ thể tích của khối kim loại và không sinh ra dòng điện nào. 
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường. 
Hạt tải điện trong kim loại: electron tự do 
- Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của êlectron tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại. 
+ 
+ 
E 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Nhiệt độ T 2 > T 1 
Điện trở 
+ 
+ 
E 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Nhiệt độ T 1 
Điện trở 
12 
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ 
Nhiệt độ tăng 
Các ion kim loại càng dao động mạnh 
Electron tự do va chạm nhiều hơn 
Điện trở suất kim loại tăng 
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ 
ρ=ρ 0 [1+α(t-t 0 )] 
Trong đó: 
α : hệ số nhiệt điện trở (K -1 ) 
ρ 0 : điện trở suất của kim loại ở t 0 ( 0 C) 
ρ : điện trở suất của kim loại ở t ( 0 C) 
 * Chú ý: Hệ số nhiệt điện trở α của mỗi kim loại phụ thuộc vào: 
 - Nhiệt độ 
 - Độ sạch và chế độ gia công vật liệu đó 
IIi. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN 
 Khi nhiệt độ giảm xuống thấp (gần 0 K) điện trở của kim loại đột ngột giảm mạnh. Khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn T c thì điện trở của một số kim loại và một số chất giảm xuống bằng 0. 
=> Hiện tượng đó được gọi là hiện tượng siêu dẫn. 
- Nhiều tính chất khác như từ tính và nhiệt dung cũng thay đổi đột ngột ở 
nhiệt độ này. Ta nói rằng các vật liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn. 
Máy gia tốc 
Tàu chạy trên đệm từ 
Máy đo điện trường 
Máy quét MRI 
Ứng dụng thực tiễn hiện tượng siêu dẫn 
Ứng dụng thực tiễn hiện tượng siêu dẫn 
Tàu chạy trên đệm từ 
Iv. Hiện tượng nhiệt điện 
Suất điện động nhiệt điện: 
T 1 : nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ cao hơn (K) 
T 2 : nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ thấp hơn (K) 
- Hai đoạn dây kim loại có bản chất khác nhau được nối kín với nhau bởi hai mối hàn được gọi là một cặp nhiệt điện. 
- Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng xuất hiện một suất điện động trong mạch của một cặp nhiệt điện khi hai mối hàn được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau. 
Iv. Hiện tượng nhiệt điện 
* Ứng dụng : 
- Nhiệt kế nhiệt điện 
- Pin nhiệt điện 
Trong đó: 
α T : Hệ số nhiệt điện động (V.K-1) 
SƠ ĐỒ TƯ DUY 
30 
40 
20 
10 
50 
60 
70 
80 
QUAY 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
VÒNG QUAY 
MAY MẮN 
Câu 1 : Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng 
A. Điện trở của vật dẫn giảm xuống bằng không khi nhiệt độ của nó nhỏ hơn giá trị nhiệt độ tới hạn. 
B. Điện trở của vật dẫn giảm xuống rất nhỏ khi nhiệt độ của nó đạt giá trị đủ cao. 
C. Điện trở của vật dẫn giảm xuống giá trị rất nhỏ khi nhiệt độ giảm xuống thấp. 
D. Điện trở của vật dẫn bằng không khi nhiệt độ bằng 0(K ). 
QUAY VỀ 
Câu 2: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ 
A. Giảm đi . 
B. Tăng lên 
C. Không thay đổi 
D. Tùy từng kim loại 
QUAY VỀ 
Câu 3: Suất nhiệt điện động của một cặp nhiệt điện phụ thuộc vào 
A. hiệu nhiệt độ hai đầu cặp. 
B. nhiệt độ cao hơn ở một trong hai đầu cặp. 
C. nhiệt độ thấp hơn ở một trong hai đầu cặp. 
D. bản chất của chỉ một trong hai kim loại cấu tạo nên cặp 
QUAY VỀ 
Câu 4: 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. 1,753.10 -8 
QUAY VỀ 
Câu 5: Trong các nhận định sau, nhận định nào về dòng điện trong kim loại là không đúng ? 
A. Khi trong kim loại có dòng điện thì electron sẽ chuyển động cùng chiều điện trường. 
B. Nhiệt độ của kim loại càng cao thì dòng điện qua nó bị cản trở càng nhiều; 
C. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do; 
D. Nguyên nhân điện trở của kim loại là do sự mất trật tự trong mạng tinh thể; 
QUAY VỀ 
Câu 6: Đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế thì nhận định nào sau đây là đúng ? 
QUAY VỀ 
A. Electron sẽ chuyển động tự do hỗn loạn; 
B. Tất cả các electron trong kim loại sẽ chuyển động cùng chiều điện trường; 
C. Các electron tự do sẽ chuyển động ngược chiều điện trường; 
D. Tất cả các electron trong kim loại chuyển động ngược chiều điện trường. 
Câu 7: Kim loại dẫn điện tốt vì: 
QUAY VỀ 
A. Mật độ electron tự do trong kim loại rất lớn. 
B. Khoảng cách giữa các ion nút mạng trong kim loại rất lớn. 
C. Giá trị điện tích chứa trong mỗi electron tự do của kim loại lớn hơn ở các chất khác. 
D. Mật độ các ion tự do lớn. 
Câu 8: Hạt tải điện trong kim loại là 
A. ion dương. 
B. electron tự do. 
C. ion âm. 
D. ion dương và electron tự do. 
QUAY VỀ 
Câu 9: Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T được đặt trong không khí ở 20 0 C, còn mối hàn kia được nung nóng đến 500 0 C, suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện khi đó là 6 mV. Hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện đó là 
A . 125.10 -6 V/K .	 
B . 25.10 -6 V/K. 
C . 125.10 -7 V/K .	 
D . 6,25.10 -7 V/K 
QUAY VỀ