Giáo án môn Vật lý 11 - Bài 17: Dòng điện trong kim loại

Tiết 27
Chương III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG	Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
MỤC TIÊU
Kiến thức:
- 	Nêu được tính chất điện của kim loại. Trình bày được sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
- 	Hiểu được sự có mặt của các electron tự do trong kim loại. Vận dụng thuyết electron tự do trong kim loại để giải thích một cách định tính các tính chất điện của kim loại.
Kỹ năng: 
- 	Giải thích được tính dẫn điện của kim loại trên cơ sở các tính chất của kim loại.
CHUẨN BỊ
Giáo viên:
-	Thí nghiệm đo cường độ dòng điện qua bóng đèn với hiệu điện thế khác nhau.
- 	Bảng điện trở suất của 1 số kim loại (bảng 17.2)
- 	Vẽ phóng to các hình từ 17.1 đến 17.4.
Học sinh: 
-	Ôn lại về tính dẫn điện của kim loại trong SGK vật lý 9 và Định luật Ôm cho đoạn mạch, định luật Jun - Len-xơ.
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Nội dung
Hoạt động 1. Kiểm tra bài cũ
Hoạt động 2.
Thảo luận nhóm về các tính chất của kim loại
Cho HS quan sát bảng 17.1.
1. Các tính chất điện của kim loại 
- Kim loại là chất dẫn điện tốt.
- Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm.
- Dòng điện chạy qua dây kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
- Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ 
r0: điện trở suất ở 00C
r: điện trở suất ở nhiệt độ t.
a: hệ số nhiệt điện trở.
Hoạt động 3.
Tìm hiểu về electron tự do trong kim loại
G thiệu electron tự do trong kim loại.
Cho HS quan sát hình 17.2
Vẽ hình 17.3 và gthiệu chuyển động hỗn loạn của electron khi không có điện trường.
2. Electron tự do trong kim loại
 Electron hóa trị mất liên kết với hạt nhân chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể gọi là electron tự do.
Mỗi kim loại có một mật độ electron xác định.
Khi không có điện trường ngoài các electron tự do chuyển động hỗn loạn, trong kim loại không có dòng điện. 
Hoạt động 4. Giải thích tính chất điện của kim loại 
 Electron
 Electron chuyển động ngược chiều điện trường.
đọc SGK và giải thích
 Hạt mang điện trong kim loại là hạt nào?
 Khi electron đặt trong điện trường thì electron sẽ chuyển động như thế nào?
YC HS đọc SGK và giải thích
3. Giải thích tính chất điện của kim loại 
a. Bản chất dòng điện trong kim loại: dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các elctron tự do ngược chiều điện trường.
b. Nguyên nhân điện trở: sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại làm cản trở sự chuyển động của các electron tự do.
c. Điện trở kim loại phụ thuộc nhiệt độ: khi nhiệt độ càng tăng thì mạng tinh thể càng mất trật tự, càng cản trở sự chuyển động của các electron, điện trở suất của kim loại càng tăng.
d. Giải thích sự nóng lên của kim loại khi có dòng điện chạy qua:
Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn, các electron chuyển động có gia tốc và thu được năng lượng. Khi va chạm với mạng tinh thể thì nó truyền một phần (hay hoàn toàn) năng lượng này cho mạng tinh thể làm tăng nội năng của kim loại.
Năng lượng chuyển động có hướng của các elcetron tự do đã chuyển thành nội năng của kim loại, tức là chuyển hóa thành nhiệt.
Hoạt động 5. Củng cố
Trả lời
Nêu câu hỏi củng cố
1. Các kim loại khác nhau có điện trở suất khác nhau vì:
A. Mật độ hạt mang điện trong các kim loại khác nhau thì khác nhau.
B. Số va chạm của các electron với các ion của các kim loại khác nhau thì khác nhau.
C. Số electron trong các kim loại khác nhau thì khác nhau.
D. Nguyên nhân khác.
2. Nguyên nhân gây ra hiện tượng tỏa nhiệt trong dây dẫn có dòng điện chạy qua là:
A. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron truyền cho ion (+) khi va chạm.
B. Do năng lượng dao động của ion (+) truyền cho electron khi va chạm
C. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron truyển cho ion (-) khi va chạm
D. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron, ion (-) truyền cho ion (+) khi va chạm
3. Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là:
A. Do sự va chạm của các electron với các ion (+) ở các nút mạng
B. Do sự va chạm của các ion (+) ở các nút mạng với nhau
C. Do sự va chạm của các electron với nhau.
D. Cả B và C đúng.
4. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của thanh kim loại cũng tăng do:
A. Chuyển động vì nhiệt của các electron tăng lên
B. Chuyển động định hướng của các electron tăng lên
C. Biên độ dao động của các ion quanh nút mạng tăng lên
D. Biên độ dao động của các ion quanh nút mạng giảm đi
5. Chọn câu đúng: Khi cho hai thanh kim loại khác nhau tiếp xúc với nhau thì 
A. Có sự khuếch tán electron từ chất có nhiều electron hơn sang chất có ít electron hơn.
B. Có sự khuếch tán ion từ kim loại này sang kim loại kia.
C. Có sự khuếch tán electron từ kim loại có mật độ electron lớn sang kim loại có mật độ electron nhỏ hơn.
D. Không có hiện tượng gì xảy ra
6. Để xác định được sự biến đổi của các điện trở ta cần các dụng cụ
A. Ôm kế và đồng hồ đo thời gian
B. Vôn kế, ampekế, cặp nhiệt độ
C. Vôn kế, cặp nhiệt độ , đồng hồ đo thời gian
D. Vôn kế, ampe kế, đồng hồ đo thời gian.
Hoạt động 6. Giao nhiệm vụ về nhà
Ghi nhớ
Dặn BTVN
Chuẩn bị bài 18.
BT 1 – 3 sgk
Rút kinh nghiệm: ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................