Giáo án giảng dạy môn Vật lý 11 - Chương III: Dòng điện trong các môi trường - Bài 13: Dòng điện trong kim loại

Kính Chaøo Quyù Thaày CoâGV: VÕ KHẮC NGUYÊNCác em hãy quan sát các hình ảnh sauNhững hình ảnh trên mô tả hiện tượng gì?Dòng điện trong kim loại.Dòng điện trong chất điện phân.Dòng điện trong chất khí.Dòng điện trong chân không.Dòng điện trong chất bán dẫn.Chương IIIDoøng Ñieän Trong Caùc Moâi TröôøngÑieàu kieän ñeå coù doøng ñieän chaïy qua vaät daãn laø gì? Caùc haït taûi ñieän. Ñieän tröôøng.Vaäy haït taûi ñieän trong kim loaïi laø haït naøo?Caùc electron töï doI.Bản chất dòng điện trong kim loại.II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của 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.Baøi 13Doøng Ñieän Trong Kim Loaïi DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏII.Bản chất cuûa dòng điện trong kim loại.Kim loaïi ôû theå gì? Vaø coù caáu truùc nhö theá naøo?Maïng tinh theå kim loaïi ñöôïc taïo neân nhö theá naøo?++++++++++++++++++-------------- Caùc kim loaïi theå raén coù caáu truùc maïng tinh theå. DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏII. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïiTrong kim loaïi, caùc nguyeân töû bò maát caùc electron hoùa trò trôû thaønh caùc ion döông saép xeáp moät caùch tuaàn hoaøn traät töï taïo neân maïng tinh theå kim loaïi. Caùc electron hoaù trò khi taùch ra khoûi nguyeân töû thì chuùng chuyeån ñoäng nhö theá naøo?IonElectron tự doElectron trong nguyên tửNguyên tử tại nút mạng tinh thểNhânCác ng.tử mất đi e– Ion (+) dao động nhiệt tại nút mạng.IonElectron tự doIonElectron tự doElectron trong nguyên tửNguyên tử tại nút mạng tinh thểNhânIonElectron tự doIonElectron tự doElectron trong nguyên tửNguyên tử tại nút mạng tinh thểNhânIonElectron tự doIonElectron tự doElectron trong nguyên tửNguyên tử tại nút mạng tinh thểNhânIonElectron tự do DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏII. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïiMô hình mạng tinh thể đồngI. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏI - Caùc electron hoaù trò taùch khoûi nguyeân töû trôû thaønh caùc electron töï do vaø chuyeån ñoäng hoãn loaïn trong maïng tinh theå taïo thaønh khí electron töï do.- Caùc kim loaïi theå raén coù caáu truùc maïng tinh theå. -Trong kim loaïi, caùc nguyeân töû bò maát caùc electron hoùa trò trôû thaønh caùc ion döông saép xeáp moät caùch tuaàn hoaøn traät töï taïo neân maïng tinh theå kim loaïi. DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏII. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi	Mô hình sợi dây đồng và các Electron tự do bên trongElectron tự do trong kim loại DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏII. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïiKhi chưa đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường, hãy nhận xét chuyển động của electron tự do?I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIKhi chöa coù ñieän tröôøng caùc electron töï do chuyeån ñoäng hoãn loaïn.Khi ñaët vaøo hai ñaàu vaät daãn ñieän tröôøng, haõy nhaän xeùt chuyeån ñoäng cuûa electron töï do?Electron chuyeån ñoäng coù höôùng (ngöôïc chieàu ñieän tröôøng) DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIEKhi không có điện trường ngoài Khi có điện trường ngoàiChuyển động của các electronKết luậnHoãn loaïn khoâng ngöøngCoù höôùngCoù doøng ñieän Khoâng coù doøng ñieän Toùm laïi DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏII. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi+-----++++++- Trong khi va chạm electron truyền một phần động năng của nó cho ion, làm ion dao động mạnh lên, vì thế mà kim loại nóng lên. DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏII. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi- Söï maát traät töï cuûa maïng tinh theå caûn trôû chuyeån ñoäng cuûa electron töï do laø nguyeân nhaân gaây ra ñieän trôûDo ñoù, haït taûi ñieän trong kim loaïi laø electron töï do. Maät ñoä cuûa chuùng raát cao neân kim loaïi daãn ñieän toát.Vaäy baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi laø gì? DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIVaäy,doøng ñieän trong kim loaïi laø doøng chuyeån dôøi coù höôùng cuûa caùc electron töï do döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng.I.Bản chất dòng điện trong kim loại.Khi nhieät ñoä taêng, thì ñieän trôû cuûa kim loaïi nhö theá naøo?Giaû söû 1 vaät daãn kim loaïi coù chieàu daøi l, tieát dieän S vaø ñieän trôû suaát  thì ñieän trôû R ñöôïc tính baèng coâng thöùc naøo?Khi nhieät ñoä taêng thì ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi nhö theá naøo?Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ- Khi nhieät ñoä taêng ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi taêngρ=ρ0[1+α(t-t0)]Trong đó:α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)ρ0 :điện trở suất của kim loại ở t0(0C)ρ :điện trở suất của kim loại ở t(0C) DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIII. Söï phuï thuoäc cuûa ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi theo nhieät ñoä.* Heä soá nhieät ñieän trôû α cuûa moãi kim loaïi phuï thuoäc vaøo:- Nhiệt đñoä - Ñoä saïch vaø cheá ñoä gia coâng vaät lieäu ñoù.Heä soá nhieät ñieän trôû  phuï thuoäc vaøo yeáu toá naøo?ρ=ρ0[1+α(t-t0)]Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIII. Söï phuï thuoäc cuûa ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi theo nhieät ñoä. DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIIII.Ñieän trôû cuûa kim loaïi ôû nhieät ñoä thaáp vaø hieän töôïng sieâu daãnKhi nhieät độ giảm xuống thấp thì mức độ cản trở dòng điện thay đổi thế nào?- Khi nhieät ñoä giaûm thì möùc ñoä caûn trôû doøng ñieän giaûm. Do ñoù ñieän trôû cuûa kim loaïi giaûm.- Moät soá kim loaïi( hay hôïp kim) khi nhieät ñoä haï xuoáng döôùi nhieät ñoä Tc naøo ñoù thì ñieän trôû cuûa kim loaïi (hay hôïp kim) ñoù giaûm ñoät ngoät ñeán giaù trò baèng 0. Hieän töôïng ñoù goïi laø hieän töôïng sieâu daãn.C2: Vì sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn điện lại có thể duy trì lâu dài? Có thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi được không? DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIIII.Ñieän trôû cuûa kim loaïi ôû nhieät ñoä thaáp vaø hieän töôïng sieâu daãnNam châm siêu dẫn lớn nhất thế giớiThiếu e nên nhiễm điện +Thừa e nên nhiễm điện -Hai đầu dây kim loại có một hiệu điện thế nào đoù.T1T2 DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIIV. Hieän töôïng nhieät ñieän Goàm hai daây daãn baèng kim loaïi khaùc nhau ñöôïc haøn dính hai ñaàu vôùi nhau taïo thaønh moät maïch kín . Treân ñoù ngöôøi ta maéc theâm moät ñieän keá nhaïy. DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏIIV. Hieän töôïng nhieät ñieän 1. Caáu taïo caëp nhieät ñieän2-Thí nghieäm :- Moät ñaàu moái haøn nhuùng vaøo nöôùc ñaù ñang tan- Ñaàu moái haøn coøn laïi ñöa vaøo ngoïn löûa DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏI* Nhaän xeùt - Coù doøng ñieän chaïy trong maïch, goïi laø doøng nhieät ñieän - Suaát ñieän ñoäng gaây ra doøng nhieät ñieän goïi laø suaát nhieät ñieän ñoäng Goïi laø hieäu nhieät ñoä ôû ñaàu noùng vaø ñaàu laïnh.Trong ñoù: Heä soá nhieät ñieän ñoäng(V. ) DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏI2.Thí nghieäm :IV. Hieän töôïng nhieät ñieän 1. Caáu taïo caëp nhieät ñieänCặp nhiệt điện được dùng trong nhiệt kế điện tử đo được nhiệt độ cao với độ chính xác lớnXIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH