Giáo án giảng dạy môn Vật lý 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại

Ngày 9/11/2008 CHƯƠNG III
Tuần 13 DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Tiết 25 Bài 13
 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I- YÊU CẦU CẦN ĐẠT 
 1. về kiến thức
-Nắm được các tính chất chung của kim loại. Bản chất của dòng điện trong kim loại thông qua nội dung của thuyết electron về tính chất dẫn điện của kim loại
- hiểu được sự phụ thuộc của điện trở suất kim loại vào nhiệt độ và các hiện tợng điện trở phụ thuộc nhiiệt độ hiện tượng nhieetj điện 
 2 Về kĩ năng
- Vận dụng công thức vào việc xác định được điện trở trong của nguồn ở các bài toán cụ thể
- Giải thích được một số hiện tượng.điện của môi trrường kim loại
 3. Về thái độ.
II- ĐỒ DÙNG DẠY HỌC.
Chuẩn bị đồ dùng dạy học cho thí nghiệm hình 13.4 SGK
Mô hình tinh thể của kim loại
Giấy khoor lớn để vẽ đặc tuyến V-A 
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
 1 Bài cũ: không ( vì vừa kiểm tra 1 tiết)
 2.Bài mới: dòng điện là gì? Điiều kiện để có dòng điện ? Dòng điện trong kim loại có những tính chất gì ? và cuối cùng là tại sao kim loại lại dẫn điện tốt
HOẠT ĐỘNG 1 ( 12pphút)
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
+ Nội dung thuyết electron về tính chất dẫn điện của kim loại
+ Sự hình thành các điện tích tự do trong kim loại
+ Sự hình thành dòng điện trong kim loại
+ Bản chất dòng điện trong kim loại
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
Cho học sinh cả lớp đọc sách để nêu được ý chính trong thuyết
+ Chú ý các khái niệm: Độ mất trật tự, vận tốc chuyển động nhiệt hỗn lọan, quãng đường tự do trung bình, biểu thức vận tốc trôi, độ linh động
- Hướng dẫn học sinh phân tích để rút ra kết luận về bản chất của dòng điện trong kim loại
- GV đặt tình huống:
+ Khi đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế thì có hiện tượng gì xảy ra?
+ Các êlectron tham gia đồng thời bao nhiêu chuyển động?
Bản chất dòng điện trong kim loại
+ tịa sau khi đóng mạch điện thì ngọn đèn dù xa cũng hầu như lập tức phát sáng
- GV kết luận.
- Độc SGK và thảo luận các vấn đề sau:
+ Sự hình thành và cách sấp xếp các ion dương trong kim loại
+ Các êlectron hóa trị trở thành các êlectron tự do chuyển động hỗn loạn không sinh ra dòng điện
+ Khi có điện trường ngoài làm cho các êléctron chuyển động ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện trong kim loại
+ Sự mất trật tự của ion do dao động cản trở chuyển đoongj của êlectron 
- Dựa vào kiến thức đã học trả lời câu hỏi củaGV
+ Phân tích và rút ra kết luận về bản chất dòng điện trong kim loại 
Dòng của các êlectron dẫn chuyển động dưới tác dụng của điện trường 
+ Vận tốc chuyển động có hướng nhỏ ( 0,2mm/s) nhưng vận tốc lan truyền điện trường rất lớn khoảng (300000km/s) do đó khi đống mạch điện thì ngọn đèn dù xa hầu như lập tức phát sáng
- Ghi chép các kết luận của GV vào vở
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường
HOẠT ĐỘNG 2 ( 7 phút)
SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI VÀO NHIỆT ĐỘ
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Hướng dẫn học sinh trả lời C1
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
+ Vì sao điện trở kim loại tăng theo nhiệt độ ?
+ GV trình bài các biểu thức phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ
+ Ý nghĩa của hệ số nhiệt điện trở
- Khi dòng các êlectron chạy trong kim loại, sẽ va chạm với ion nút mạng và truyền một phần động năng cho chúng dao động mạnh lên làm tăng nội năng của kim loại
+ do sự va chạm của các ê lectron với các ion nút mạng hay nói cách khác, dao động của các ion nút mạng là nguyên nhân gây ra điện trở trong kim loại.
+ Do độ linh động giảm khi nhiệt độ tăng, khi nhiệt độ tăng thì dao động của các ion nút mạng tăng hay nói cách khác biên độ dao động tăng và vì vậy, số va chạm nhiều hơn và điện trở tăng
Công thức
HOẠT ĐỘNG 3( 10 phút )
ĐIỆN TRỞ KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
- Nhận xét về điện trở của thủy ngân thông qua bảng 13.2
Hiện tượng siêu dẫn và ứng dụng
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
-Gv trình bài hiện tượng bằng bảng minh họa hình 13.2
+ yêu cầu học sinh nhận xét về điện trở của thủy ngân ở các nhiệt độ gần 4k, từ đó Gv tổng kết lên thành hiện tượng
+ Cần nhấn mạnh sự phụ thuộc của tính dẫn điện của kim loại vào nhiệt độ từ đó đi đến khái niệm về hiện tượng siêu dẫn của kim loại.
- Hiện nay trong khoa học người ta đã làm được gì về ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn
- Lĩnh hội các kiến thức của GV 
- Lưu ý mốc nhiệt độ xảy ra hiện tượng siêu dẫn ( đối với mỗi kim loại một khác 
- Nhận xét thông qua hình vẽ 
- Đọc SGK và rút ra kết luận
- Nêu các ứng dụng 
- Trả lời câu hỏi C2
- Trả lời các vấn đề vào phiếu học tập
- Ghi chép các kết luận của GV vào vở
III DIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP ( SGK)
HOẠT ĐỘNG 4 ( 8 phút)
HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4
+ Giải thích hiện tượng nhiệt điện
+ Biểu thức xác định suất điện động của nhiệt điện
+ Liệt kê các ứng dụng của hiện tượng nhiệt điện trogn đời sống
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
- GV làm thí nghiệm như hình 13.4 SGK
+ Tăng nhiệt độ đầu A lên, theo dõi dòng điện trong mạch
- Rút ra nhận xét
- Kết luận
- GV lập luận đưa ra biểu thức suất điện động nhiệt điện
+ Khả năng ứng dụng của cặp nhiệt điện
+ Ưu điểm của cặp nhiệt điện
+ Hướng dẫn học sinh phân tích các ứng dụng của hiện tượng nhiệt điện
- Quan sát thí nghiệm
+ Do độ chênh lệch nhiệt độ hai mối hàn tạo ra dòng điện trong mạch
+ Nhiệt độ đầu A tăng, dòng điện trong mạch tăng
+ Do êlectron khuếch tán từ đầu nóng hơn qua đầu lạnh hơn
+ Kết luận suất điện động nhiệt điện
+ biểu thức của suất diện động nhiệt điện: 
-Dùng làm nhiệt kết nhiệt điện
- Tạo ra bọ nguồn bằng hiện tượng nhiệt điện ( Pin nhiệt điện)
IV- Hiện tượng nhiệt điện ( SGK)
IV CỦNG CỐ
- Hạt tải điện trong kim loại là loại êlectron nào? Mật độ của chúng vào cỡ nào?
Vì sau điện trở cảu kim loại tăng khi nhiệt độ tăng
- Do đâu mà trong cặp nhiệt điện có suất điện động
V. DẶN DÒ:
- Trả lời câu hỏi trắc nghiêïm và làm các bài tập trang 78 SGK
VI-BÀI HỌC KINH NGHIỆM
Tuần 13- 14	BÀI 14
Ngày 10 /11/2008	DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
TIẾT 26- 27
I- YÊU CẦU CẦN ĐẠT 
 1. về kiến thức
-Hiểu được điện phân và các hạt tải điện trong môi trường đó. Nội dung của thuyết điện li
- Nắm dược bản chất của dòng điện trong chất điện phân
- Từ kết quả của thí nghiệm hướng dãn học sinh tìm ra công thức của 2 định luật Fa- ra- đây. Phát biểu nội dung của định luật 
 2 Về kĩ năng.
- Giải thích được các kết quả của thí nghiệm dựa vào thuýet điện tử . Nểu được hiện tượng cực dương tan và giải thích nó
- HS nêu được tính chất của chất điện phân. Giải thích được sự hình thành hiệu điện thế điện hóa
Ứng dụng của hiện tượng điện phân trong các ngành kĩ thuật
 3. Về thái độ.
II- ĐỒ DÙNG DẠY HỌC.
- chuẩn bị các thí nghiệm như hình 14.1 SGK
- Mô hình về công nghệ mạ và đúc điện
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
 1 Bài cũ: bản chất dòng diện trong kim loại là gì ? tại sau kim loại là môi trường dẫn điện tốt
 2.Bài mới như vậy các em đãbiết về kim loại là một môi trường dẫn điện tốt còn đôùi với các chất khác thì sau hôm nay các em học bài dòng điện trong chất điện phân
HOẠT ĐỘNG 1 (15 phút) 
HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
+ định nghĩa hiện tượng điện phân?
+ Hiện tượng xảy ra trong chất điện phân khi có dòng điện chạy qua?
+ Nội dung của thuyết điện li?
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
- Yêu cầu hoc sinh nêu nhanh cacù hiện tượng điện phân, chất điện phân, bình điện phân mà các em đã học ở hóa học. Như vậy bản dòngđiện trong chất điện phân là dòng của các hạt tải điện nào ? tính chất dẫn điện của môi trường này
- Gv giới thiệu dụng cụ , sơ đồ cách tiến hành thí nghiệm, kết quả thí nghiệm ở hình 14.1 SGK
- Giải thích tại sau cường độ dòng điện tăng?
- Yêu cầu học sinh nêu nọi dung của thuyết điện li. Hướng dẫn học sinh vận dụng để giải thích các kết quả thí nghiệm
+ Sự phân li của các dung dịch điện phân
+ các hạt tải điện được tạo ra trong chất điện phân?
+ Nguyên nhân của sự phân li
Yêu cầu học sinh trả lời vào phiếu học tập
-Hiện tượng điện phân là hiện tượng một hợp chất hóa học bị tách thành các hợp phần khi có dòng điẹn chạy qua 
+ Hợp chất bị dòng diện tách thành các hợp phần gọi là chất diện phân
+ Trong chất điện phân, các hợp chất hóa học như : axít , ba zơ và muối bị phân li thành các ion 
_ hS quan sát thí nghiệm để lấy kết quả thí nghiệm 
+ các loại chất điện phân : Nước cất, muối, axít, bazơ 
+Khi nào có dòng điện chạy qua 
+ Các biến đổi xảy ra ở điện cực 
+ Dòng tăng chứng tỏ hạt tải tự do tăng, sự tăng số hạt tải điện được giải thích dựa vào nội dung của thuyết điện li
- Quá tình tách các ion riêng biệt từ các liên kết lưỡng cực điện
Các ion dương và ion âm là sản phẩm của sự phân li
+ Nguyên nhân của sự phân li là do hằng số điện môi của dung dich lớn hơn trong không khí, điều đó làm giảm lực liên kế tĩnh điện giữa các ion trong các lưỡng cực.
+ trả lời vào phiếu học tập
I-THUYẾT ĐIỆN LI
Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như: axit bazơ và muối bị phân li ( Một phần hoặc toàn bộ)
Thành các nguyên tử ( hoặc nhóm nguyên tử ) tích điện gọi là ion ; ion có thẻ chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện
HOẠT ĐỘNG 2 ( 10 phút ) 
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
+ Chuyển động của các ion sau khi bị phân li?
+ Khi chưa có điện trường ngoài ? và khi có điện trường ngoài ?
+ Bản chất dòng điện trong chất điện phân
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
- Tổ chức cho học sinh cả lớp quan sát hình vẽ 14.3 và phân tích
+ Chuyển động của các ion sau khi phân li?
+ Khi chưa có điện trường ngoài ?
+ Khi có điện trường ngoài bằng cách đặt một hiệu điện thế vào hai cực trong bình điện phận?
+ kết luận về dòng điện trong chất điện phân 
+ So sánh mật độ ion trong chất điện phân với mật độ electron trong kim loại?
+ Độ linh động của các hạt tải điện ?
+ bản chất của dòng điện trong chất điện phân từ đó suy ra hiện tượng điện phân
-Hướng dẫn HS trả lời C1
- yêu cầu HS trả lời vào phiếu học tập
- Thảo luận nhóm, từ hình 14.3 học sinh phân tích quá trình xảy ra theo thứ tự và trả lời các nội dung như SGK
+ Khi chưa có dòng điện các ion chuyển động hỗn loạn không có dòng điện 
+ Khi có điện trường các ion dương chuyển động về phía cực âm và các ion âm về phía cực dương suy ra bản chất dòng điện trong chất điện phân
+ Do khối lượng và kích thước nên độ linh động của các ion kém hưn của electron
+ dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện mà còn tải vật chất đến các điện cực 
+ trả lời C1 
+ ghi chép các kết luận vào phiếu học tập
II- BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
Dòng điện trong lòng chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
HOẠT ĐỘNG 3 (10 phút)
HIỆN TƯỢNG DIỄN RA Ở ĐIỆN CỰC. HIỆN TƯỢNG CỰC DƯƠNG TAN
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
+ hiện tượng xảy ra ở điện cực trong hiện tượng điện phân
+ Trong trường hợp nào thì định luật Ôm nghiệm đúng cho dòng điện trong chất điện phân.
+ Khái niệm về suất phản điện?
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
- GV hướnh dẫn học sinh tự phân tích các hiện tượng xảy ra trong bình điện phân: các phản ứng phụ
+ Tại cực dương
+ Tại cực âm
- Dựa vào hình 14.3 và 14.4 chỉ cho học sinh thấy đồng thời hai hiện tượng xảy ra:
+ Hiện tượng kim loại bám vào catốt sau một thời gian điện phân.
+ Đồng thời anốt bị mòn đi. 
Giải thích về cơ chế?
+ Phân tích hiện tượng bằng các phản ứng
+ phản ứng cân bằng?
* trong trường hợp nào thì điịnh luật Ôm nghiệm đúng cho trường hợp dòng điện trong chất điện phân?
Trường hợp không có cực dương tan .
* nếu chất điện phân khác với kim loại làm điện cực?
- Hướng dẫn học sinh phân tích các hiện tượng xảy ra ở điện cực.
+ suất phản điện?
- Phân tích quá trình xảy ra khi các ion dương đi đến điện cực. Quá trình xảy ra phản ứng phụ ở cực âm và cực dương.
+ Ở cực âm (catốt) viết phương trình phản ứng
+ Ở cực dương ( anốt) viết phương trình phản ứng
+Cu
dương cực bị tan trong dung dịch
+ Trong trường hợp có dương cực tan không có hiện tượng biến đổi hóa học
+ Bình điện phân đóng vai trò như một điện trở R
+ nếu nhiệt độ không đổi dòng điện trong chất điện phân sẽ rtuân theo định luật Ôm
Phân tích các hiện tượng xảy ra ở điện cực
+ Nhận xét về sản phẩm tạo ra
+ năng lượng W=EpIt phân tích nước thành hyđro và oxy
+ bình điện phân đóng vai trò như một máy thu điện có suất phản điện
III hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng cực dương tan
( SGK)
HOẠT ĐỘNG 4 (7 phút)
CÁC ĐỊNH LUẬT NFA- RA- ĐÂY
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4
+ Nội dung định luật fa- ra- đây thứ nhất
+ Nội dung định luật fa-ra-đây thứ hai
+ nội dung định luật fa-ra- đây hợp nhất
+ ý nghĩa các đại lượng trong công thức định luật fa-ra-đây
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
+ GV dẫn dắt học sinh từ kết quả thí nghiệmđể tìm mối quan hệ giữa m,A,n,I,t và viết biểu thức, phát biểu nội dung của 2 định luật fa-ra-đây ( chú ý các đơn vị)
+ Gv kết luận lại vấn đề và lưu ý hai cực kim loại có bản chất khác nhauvào một chất điện phân tùy ý
Học sinh đứng lên trả lời từng ý
+ Lượng chất giải phóng ra khi điện phân tuân theo hai định luật fa-ra-đây (m=AIt/96400.n)
+ đơn vị của các đại lượng
+ ghi chép các định luật vào phiếu học tập
IV CÁC ĐỊNH LUẬT FA- RA- ĐÂY ( SGK)
HOẠT ĐỘNG 5 ( 5 Phút)
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5
+ liệt kê một số hiện tượng điện phân
+ Cơ chế hoạt động trong đúc và mạ điện
TRỢ GIÚP CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
+ Cho học sinh tự nghiên cứu ứng dụng hiện tượng điện phân
+ Gọi một học sinh đọc cho cả lớp nghe
- Hướng dẫn HS trả lời C4
Gv kết luận
- Cả lơpó tự nghiên cứu
- Hiện tượng điện phân được ứng dụng trong đúc điện và mạ 
+ trả lời C4
+ ghi chép các kết luận
V- ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN ( SGK)
IV CỦNG CỐ
- Nhắc lại khái niệm về hiện tượng điện phân và vận dụng dể giải thích hiện tương dẫn điện của chất điện phân
- nhấn mạnh hai định luật Fa-ra-đây vào việc giải bài tập
- các ứng dụng của hiện tượng điện phân
V. DẶN DÒ:
- Trả lời các câu hỏi từ 1-7 SGK trang85
- Làm các bài trắc nghiệm 14.1-14.4 SBT
- BT định lượng : 10,11 trang 85 và 14.19,14.20 SBT
VI-BÀI HỌC KINH NGHIỆM