Giáo án Vật lý lớp 11 - Chương III: Dòng điện trong các môi trường

Giáo án Vật lý lớp 11 - Chương III: Dòng điện trong các môi trường

A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:

1. Kiến thức: Học sinh nắm được tính chất chung của kim loại, bản chất của dòng điện trong kim loại thông qua nội dung của thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại; Hiểu được sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ, hiện tượng nhiệt điện;

2. Kĩ năng: Vận dụng công thức vào việc xác định điện trở trong của nguồn điện ở các bài toán cụ thể; Giải thích được một số hiện tượng điện trong môi trường kim loại.

3. Giáo dục thái độ:

B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1. Giáo viên: Đồ dùng cho thí nghiệm hình 13.4/sgk; Mô hình tinh thể kim loại;

2. Học sinh: Ôn tập lại tính chất dẫn điện của kim loại đã học ở trung học cơ sở.

C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.

 

doc 26 trang Người đăng quocviet Lượt xem 3675Lượt tải 1 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo án Vật lý lớp 11 - Chương III: Dòng điện trong các môi trường", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG III	 DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
	Trong chương này nghiên cứu chi tiết dòng điện trong các môi trường bao gồm:
	+ 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.
	Từ tính chất của dòng điện trong các môi trường cụ thể để hiểu được các ứng dụng trong thực tế.
Tiết ppct 	 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:
1. Kiến thức: Học sinh nắm được tính chất chung của kim loại, bản chất của dòng điện trong kim loại thông qua nội dung của thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại; Hiểu được sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ, hiện tượng nhiệt điện;
2. Kĩ năng: Vận dụng công thức vào việc xác định điện trở trong của nguồn điện ở các bài toán cụ thể; Giải thích được một số hiện tượng điện trong môi trường kim loại.
3. Giáo dục thái độ:
B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Giáo viên: Đồ dùng cho thí nghiệm hình 13.4/sgk; Mô hình tinh thể kim loại; 
2. Học sinh: Ôn tập lại tính chất dẫn điện của kim loại đã học ở trung học cơ sở.
C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Hãy nêu bản chất dòng điện trong kim loại?
*Giáo viên đặt vấn đề về sự cần thiết nghiên cứu bản chất của dòng điện trong kim loại: Dòng điện là gì? Bản chất của dòng điện trong kim loại? Điều kiện để có dòng điện? Dòng điện trong kim loại có những tính chất gì? Tại sao kim loại dẫn điện tốt?
*Để tìm hiểu các tính chất dẫn điện của kim loại và giải thích được các tính chất đó, bài học ngày hôm nay chúng ta nghiên cứu thuyết mời là thuyết electron về tính dẫn điện trong kim loại.
* Học sinh tái hiện lại các kiến thức đã học ở trung học cơ sở để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh nhận thức được nội dung bài học và hình thành ý tưởng nghiên cứu.
Hoạt động 2: Tìm hiểu bản chất của dòng điện trong kim loại.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
a. Nội dung thuyết electron về tính dẫn điện trong kim loại.
* Giáo viên cho học sinh làm việc theo nhóm, nghiên cứu nội dung sách giáo khoa để tìm được nội dung cơ bản của thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
*Giáo viên nhấn mạnh: Tính tuần hoàn có thể bị vi phạm ở một số vị trí trong mạng tinh thể kim loại do nguyên tử lạ, do chuyển động nhiệt của các iôn làm cho iôn bị đẩy ra khỏi vị trí thông thường, các điểm ấy gọi là các điểm mất trật tự của mạng tinh thể;
+ Giáo viên làm sáng tỏ để học sinh nắm được khái niệm: Độ mất trật tự, vận tốc chuyển động nhiệt hỗn loạn, quãng đường tự do trung bình, thời gian bay tự do trung bình, biểu thức vận tốc trôi, độ linh động..
Sự hình thành hạt mang điện tự do:
*Giáo viên yêu cầu học sinh trình bày sự chuyển động của các hạt mang điện tự do?
* Giáo viên đưa ra tình huống khi chưa đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế?
*Giáo viên nhấn mạnh: Sự chuyển động hỗn loạn của các electron trong tinh thể kim loại tạo thành khí electron tự do chiếm toàn bộ thể tích của kim loại và không sinh ra dòng điện nào cả.
* Trong trường hợp đặt vào hai đầu của vật dẫn một hiệu điện thế?
*Giáo viên yêu cầu học sinh kết luận về bản chất của dòng điện trong kim loại?
*Giáo viên phát vấn: Tại sao khi đóng mạch điện thì ngọn đèn dù xa cũng hầu như lập tức phát sáng?
*Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên.
*Giáo viên nhấn mạnh: Trong quá trình chuyển động có định hướng của các electron tự do, xảy ra quá trình va chạm với các iôn dương kim loại do mất gây ra điện trở của kim loại.
*Học sinh làm việc theo nhóm để rút ra được nội dung theo yêu cầu của giáo viên:
+ Trong kim loại, do bán kính nguyên tử lớn nên một số electron ở lớp ngoài cùng dễ bứt ra khỏi liên kết với hạt nhân để trở thành các electron tự do; Các iôn dương kim loại sắp xếp một cách có trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận những kiến thức do giáo viên cung cấp.
+ Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử và chuyển động hỗn loạn bên trong tinh thể kim loại được gọi là các electron tự do.
*Học sinh thảo luận theo nhóm và rút ra được:
+ Khi chưa chịu tác dụng của lực điện trường, các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn bên trong tinh thể kim loại, trong quá trình chuyển động này, luôn kèm theo hai quá trình trái ngược nhau là quá trình phân li và quá trình tái hợp, trong một điều kiện xác định cụ thể thì mật độ các electron tự do là xác định, nghĩa là xảy ra quá trình cân bằng thuận giữa tốc độ phân li và tốc độ tái hợp;
+ Trong trường hợp các electron tự do chịu tác dụng của lực điện trường thì chúng chuyển động một cách có định hướng bên trong tinh thể kim loại (ngược với chiều của lực điện trường) gây ra dòng điện trong kim loại.
* Học sinh làm việc cá nhân để rút ra bản chất của dòng điện trong kim loại: Bản chất của dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có định hướng bên trong kim loại.
 *Học sinh thảo luận theo nhóm và trả lời câu hỏi của giáo viên:
 Câu trả lời đúng: Vận tốc chuyển động có hướng của các electron là nhỏ (0,2mm/s) nhưng vận tốc lan truyền điện trường rất lớn (300.000km/s) do đó khi đóng mạch điện thì ngọn đèn dù ở xa cũng hầu như lập tức phát sáng.
Hoạt động 3: Tìm hiểu sự phụ thuộc điện của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ
A
V
K
Rv
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm dùng thuyết electron để giải thích tính chất điện của kim loại;
*Dòng điện trong vật dẫn kim loại có tuân theo định luật Ohm hay không?
* Để làm rõ vấn đề này, ta tiến hành thí nghiệm như sau:
*Giáo viên yêu cầu học sinh tiến hành lắp mạch điện như hình vẽ:
*Giáo viên yêu cầu học sinh tiến hành thí nghiệm và ghi nhận các số liệu để vẽ đường đặc trưng VA;
+ Trường hợp điện trở R được nhúng xuống nước;
+ Trường hợp điện trở R không nhúng xuống nước
*Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận và rút ra nhận xét:
*Giáo viên đưa ra các câu hỏi gợi ý:
+ Hãy cho biết trường hợp nào thì dòng điện qua điện trở R tuân theo định luật Ohm? Giải thích?
+ Tại sao khi không nhúng điện trở R vào nước thì dòng điện qua điện trở R không tuân theo nội dung định luật Ohm?
*Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. Câu trả lời đúng: Điện trở vật dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ.
+ Vì sao điện trở kim loại tăng theo nhiệt độ?
*Giáo viên nhấn mạnh: 
 + Kim loại là vật dẫn có tính dẫn điện tốt.
 + Điện trở suất của kim loại rất nhỏ nghĩa là điện dẫn của kim loại rất lớn.
 + Dòng điện trong kim loại chỉ tuân theo định luật Ohm khi nhiệt độ của kim loại không đổi.
*Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận và giải thích được tại sao dòng điện gây ra tác dụng nhiệt khi qua các vật dẫn kim loại.
+ Giáo viên trình bày các biểu thức phụ thuộc điện trở suất vào nhiệt độ: r = ro[1 + a(t - to)]
+ Ý nghĩa của hệ số nhiệt điện trở.
*Giáo viên cung cấp thêm: 
*Học sinh khảo sát và vẽ đường đặc trưng VA để rút ra nhận xét: U
 U
 I I
*Học sinh thảo luận theo nhóm để rút ra được nhận xét trong hai trường hợp, kết quả là:
+ Trường hợp khi điện trở R được nhúng xuống nước thì dòng điện trong mạch tuân theo định luật Ohm;
+ Trong trường hợp khi điện trở R không nhúng xuống nước thì dòng điện trong mạch không tuân theo định luật Ohm.
*Học sinh làm việc theo nhóm và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: Điện trở vật dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ. Điện trở của vật dẫn tăng lên khi nhiệt độ của vật dẫn tăng. Khi nhúng điện trở R trong nước thì điện trở truyền nhiệt lượng cho nước nên nhiệt độ của điện trở tăng không đáng kể, vì vậy dòng điện qua điện trở sẽ tuân theo định luật Ohm nếu ta nhúng điện trở R trong quá trình tiến hành thí nghiệm.
*Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời theo yêu cầu của giáo viên:
 Khi dòng các electron chạy trong tinh thể kim loại, sẽ va chạm với các iôn dương nút mạng tinh thể và truyền một phần động năng cho chúng làm cho chúng dao động mạnh lên, nghĩa là nội năng của chúng tăng.
*Học sinh ghi nhận biểu thức của sự phụ thuộc điện trở vật dẫn vào nhiệt độ: r = ro[1 + a(t - to)]
Hoạt động 4: Tìm hiểu điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
	Phần này chủ yếu giáo viên gợi ý cho học sinh nêu nhận xét về điện trở của các nhiệt gần 4K (thông qua bảng 13.1 và đồ thị 13.2/sgk – 75, từ đó tổng quát hoá hiện tượng.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Sự biến thiên của điện trở suất theo nhiệt độ từ đồ thị 13.2, hãy cho biết điện trở của vật dẫn thay đổi như thế nào khi nhiệt độ giảm xuống đến 0K? 
*Giáo viên gợi ý học sinh vận dụng thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại để giải thích.
*Khi hạ thấp nhiệt độ xuống dưới Tc nào đó, điện trở của kim loại hay hợp kim đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không, hiện tượng đó được gọi là hiện tượng siêu dẫn. Khi đó kim loại hay hợp kim có tính siêu dẫn.
 * Trong trường hợp xảy ra hiện tượng siêu dẫn, nếu trong vòng dây siêu dẫn có dòng điện chạy, thì dòng điện này sẽ duy trì rất lâu, sau khi ngắt dòng điện.
*Giáo viên trao đổi có tính chất thông báo các ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn và hiện nay trong khoa học người ta đã làm được gì về hiện tượng này.
*Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
- Khi nhiệt độ giảm, mạng tinh thể càng bớt mất trật tự nên sự cản trở của nó đến chuyển động có định hướng của các electron càng ít, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến 0K, điện trở của các vật dẫn kim loại rất bé.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức;
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận những ứng dụng của dòng điện siêu dẫn.
*Học sinh tiếp nhận thông tin.
Hoạt động 5: Tìm hiểu hiện tượng nhiệt điện.
	Nếu có điều kiện thì giáo viên tiến hành thí nghiệm như hình 13.4, từ kết quả thí nghiệm, giáo viên lập luận để đưa ra biểu thức suất nhiệt điện động như sách giáo khoa. Giáo viên cần cố gắng liên hệ với các kiến thức đã học ở chương trước để học sinh có thể hiểu bài. Yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên mô tả thí nghiệm như hình vẽ 13.4/sgk.
*Giáo viên yêu cầu học sinh vẽ hình vào vở;
*Hiện tượng gì xảy ra khi dùng đèn cồn tăng độ chênh lệch nhiệt độ của hai mối hàn A và B băng cách đốt nóng một mối hàn?
* Khi tăng nhiệt độ đầu A lên, theo dõi dòng điện trong mạch, nhận xét kết quả thu được.
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm yêu cầu học sinh quan sát và rút ra nhận xét.
*Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra kết luận?
*Giáo viên nhấn mạnh: Dòng điện trên được gọi là dòng nhiệt điện và suất điện động gây ra dòng nhiệt điện được gọi là suất nhiệt điện động.
* Dụng cụ tiến hành thí nghiệm như trên được gọi là cặp nhiệt điện.
*Vậy hiện tượng nhiệt điện là gì? Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên.
* Giáo viên lập luận để rút ra biểu thức của suất nhiệt điện động như sách giáo khoa: 
E = b(T1 – T2) ... hiệm theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh xác định được vị trí của bộ nguồn 6V một chiều;
*Học sinh nắm được cách mắc biến trở theo kiều phân áp;
*Học sinh mắc microampère kế ở A1 ở vị trí DCA 200m nối tiếp với điện trở R = 300kW và cực B của transitor.
+Mắc microampère kế ở A2 ở vị trí DCA 20m nối tiếp với điện trở R = 820W và cực C của transitor.
*Học sinh thực hiện theo trình tự các bước thực hành như sách giáo khoa theo dẫn dắt của giáo viên;
*Học sinh lấy số liệu và xử lí số liệu.
Hoạt động 7: Giáo viên hướng dẫn học sinh viết báo cáo thực hành
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu mỗi học sinh làm mỗi bài báo cáo thực hành ghi đầy đủ.
*Giáo viên lưu ý học sinh xử lí số liệu và viết kết quả chính xác.
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét kết quả thu được và hướng khắc phục của bài thực hành.
*Học sinh nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên;
Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên khắc sâu các công thức liên quan và cách sử dụng các thiết bị ở thí nghiệm;
*Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà hoàn thành báo cáo thí nghiệm.
*Học sinh ghi nhận kiến thức;
*Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập.
D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
..
..
..
......
E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG
Tiết ppct	ÔN TẬP CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:
1. Kiến thức: Học sinh cần nắm được các khái niệm cơ bản nội dung của cả chương học về bản chất của dòng điện trong các môi trường (kim loại, chất điện phân, chất khí và trong bán dẫn, chân không); Giải thích được cơ chế dẫn điện và các tính chất của các môi trường trên; Nắm được các ứng dụng trong thực tế;
2. Kĩ năng: Lựa chọn và hướng dẫn một số bài tập ddown giản đến khó về các loại trên, vận dụng công thức về các định luật để giải các bài toàn về các dạng mạch điện khác nhau; thực hành lắp đặt một số thí nghiệm chứng minh đơn giản;
3. Giáo dục thái độ:
C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Tóm tắt các kiến thức trong chương.
1. Dòng điện trong kim loại:
	*Kim loại ở thể rắn và có cấu trúc tinh thể (trừ thuy ngân) ở điều kiện bình thường, các iôn duowng nằm ở nút mạng và các electron hoá trị của các nguyên tử kim loại có thể tách ra khỏi nguyên tử để chuyển động nhiệt hỗn loạn trong tinh thể kim loại đóng vai trò là các hạt tải điện tự do.
	*Bản chất của dòng điện trong kim loại: 
	+ Khi không có điện trường ngoài, các elêctron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn không có phương ưu tiên, do vậy không có dòng điện trong kim loại.
	+Khi chịu tác dụng của điện trường ngoài, các electron chịu tác dụng của điện trường và chuyển động theo hướng ngược với hướng của vector cường độ điện trường, nghĩa là chuyển động từ nơi có điện thế thấp sang nơi có điện thế cao, và tạo ra được dòng điện trong kim loại.
	+ Vậy, bản chất của dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do.
	*Nguyên nhân gây ra điện trở và hiện tượng toả nhiệt.
	+Trong quá trình chuyển động có hướng, các electron va chạm với các iôn nút mạng (các điểm mất trật tự của mạng tinh thể) và truyền một phần động năng cho chúng làm dao động của các iôn này tăng lên (dẫn đến kim loại nóng lên). Sự va chạm này gây ra điện trở của vật dẫn kim loại.
	+ Các kim loại khác nhau có cấu trúc mạng và mật độ electron tự do khác nhau nên điện trở suất khác nhau.
	+ Khi nhiệt độ tăng lên, chuyển động nhiệt của các iôn ở nút mạng tăng (hay độ mất trật tự trong nút mạng tăng) nên xác suất va chạm tăng 
	2. Dòng điện trong chất điện phân.
	* Chất điện phân là những chất dễ dàng phân li (một phần hoặc toàn bộ) trong nước tạo thành các iôn dương và iôn âm như muối tan, acid, bazờ. Các iôn đóng vai trò là hạt tải điện tự do trong chất điện phân.
	*Bản chất của dòng điện trong chất điện phân.
	+Khi chưa chịu tác dụng của điện trường ngoài, các iôn này chuyển động nhiệt hỗn loạn, không có hướng ưu tiên, do vậy không có dòng điện.
	+ Khi chịu tác dụng của điện trường ngoài, các iôn chuyển động một cách có định hướng dưới tác dụng của lực điện trường: Các iôn dương chuyển động cùng hướng với vector cường độ điện trường, còn các iôn ậm thì chuyển động theo hướng ngược lại, do vậy trong chất điện phân đã xuất hiện dòng điện.
	+Vậy, bản chất dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các iôn dương cùng chiều điện trường và các iôn âm ngược chiều điện trường.
	*Các iôn đến điện cực và trao đổi điện tích với các điện cực gây ra phản ứng phụ ((hay các phản ứng thứ cấp). Vì vậy có thể gọi quá trình điện phân là quá trình có các chất bám vào điện cực khi có dòng điện chạy qua chất điện phân.
	* Trường hợp chất điện phân là dung dịch muối của kim loại dùng là anode thì xảy ra hiện tượng dương cực tan. Trong trường hợp này thì dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ohm.
	* Định luật Faraday: Khối lượng m của chất được giải phóng ở điện cực khi có hiện tượng điện phân tỉ lệ thuận với đương lượng hoá học của chất đó và điện lượng q chuyển qua bình điện phân.
	m = .
	Trong đó, A là nguyên tử lượng của nguyên tố, n là hoá trị của nguyên tố thoát ra ở điện cực và số F = NAe = 96500C/đương lượng được gọi là số Faraday.
3. Dòng điện trong chất khí.
	*Chất khí gồm các nguyên tử, phân tử trung hoà về điện, chất khí ở điều kiện bình thường là chất điện môi.
	* Bản chất của dòng điện trong chất khí:
	+ Khi có tác dụng của tác nhân iôn hoá thì chất khí bị iôn hoá nên trong chất khí xuất hiện các iôn dương, iôn âm và các elêctron đóng vai trò là các hạt tải điện tự do. Nếu không chịu tác dụng của điện trường ngoài thì các hạt mang điện này chuyển động nhiệt hỗn loạn trong chất khí nên không xuất hiện dòng điện trong chất khí.
	+Khi chịu tác dụng của điện trường ngoài thì các iôn dương chuyển động có định hướng cùng với hướng của điện trường (từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp) còn các ion âm và electron chuyển động theo hướng ngược lại, do vậy trong chất khí xuất hiện dòng điện.
	*Vậy, bản chất của dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có định hướng của các iôn dương cùng chiều với điện trường và các iôn âm, và các electron ngược chiều điện trường.
	*Khi áp suất khí thấp (khí kém) nếu xảy ra sự phóng điện là do ự iôn hoá do va chạm và sự bắn electron từ cathode khi cathode bị các iôn dương đập vào, Nếu áp suất thấp (0,01 – 0,001mmHg) thì các electron bắn ra từ cathode chuyển động tự do đến anode mà không và chạm với các phân tử khí, dòng electron này được goi là dòng cathode (tia âm cực) có vận tốc lớn và có nhiều ứng dụng trong thực tế.
	* Ở điều kiện bình thường nếu giữa hai điện cực có hiệu điện thế lớn sẽ xuất hiện sự phóng điện hinh tia gọi là tia lửa điện. Bản chất của tia lửa điện là sự iôn hoá do va chạm (sét là trường hợp điển hình của tia lửa điện siêu mạnh).
	*Khi hai điện cực băng kim loại hoặc bằng than đặt gần nhau có hiệu điện thế khoảng 40 – 50V có thể tạo ra sự phóng điện, trong trường hợp này nếu cathode bị nung nóng đến nhiệt độ cao (2000oC đến 8000oC) gọi là hồ quang điện.
	4. Dòng điện trong chân không.
	*Đặt giữa hai điện cực trong ống chân không, một nguồn phụ dùng để nung nóng cathode gây ra sự phát xạ nhiệt electron. Khi UAC = 0 thì không có dòng điện (các electron chỉ tập trung ở bề mặt cathode).
	*Thiết lập điện áp UAC > thì các electron chuyển dời về phía anode tạp nên dòng điện.
	*Vậy, Bản chất của dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron từ cathode sang anode.
	* Lưu ý: Khi UAC < 0 thì không có dòng điện.
	5. Dòng điện trong bán dẫn.
	* Trong bán dẫn tinh khiết.
	+ Liên kết giữa các nguyên tử trong mạng tinh thể bán dẫn là liên kết cộng hoá trị, ở nhiệt độ thấp các liên kết này khá bền vững, nên trong bán dẫn tinh khiết không có hạt tải điện tự do. Do vây bán dẫn tinh khiết không dẫn điện; Khi nhiệt độ tương đối cao, các nguyên tử dao động nhiệt mạnh lên, một số liên kết bị phá vỡ làm giải phóng một số electron đồng thời cũng tạo ra các lổ trống, và có thể thay đổi vị trí do bắt và giải phóng electron, và chúng trở thành các hạt tải điện tự do trong bán dẫn tinh khiết.
	+ Khi không chịu tác dụng của lực điện trường, các electron và lổ trống chuyển động nhiệt hỗn loạn không có dòng ưu tiên, nên trong tinh thể bán dẫn tinh khiết không có dòng điện.
	+ Khi chịu tác dụng của điện trường ngoài, dưới tác dụng của lực điện trường, các electron và lổ trống tham gia chuyển động có định hướng nên trong bán dẫn xuất hiện dòng điện.
	+Vậy, bản chất của dòng điện trong bán dẫn tinh khiết là dòng chuyển dời có hướng của các electron và lổ trống dưới tác dụng của lực điện trường.
	+Khi nhiệt độ tăng, lượng electron và lổ trống tự do tăng, nên độ dẫn điện bán dẫn tăng lên (điện trở bán dẫn giảm)
	*Bán dẫn có tạp chất.
	+ Tuỳ thuộc vào loại tạp chất được pha vào bán dẫn tinh khiết mà ta có được bán dẫn loại n (donor) hay loại p (aceptor).
	+Bán dẫn n là loại bán dẫn được pha một lượng rất ít các ngiuyên tố hoá trị lớn hơn hoá trị của chất bán dẫn nên làm cho trong mạng tinh thể tồn tại các electron dư của nguyên tử tạp chất và chúng trở thành tự do làm cho electron tăng lên hàng vạn lần còn số lổ trống không đổi. Như vậy hạt tải cơ bản là electron mang điện tích âm (n – negative) và tải không cơ bản là các lổ trống (p – positive).
	+Bán dẫn loại p là loại bán dẫn được pha một lượng rất ít các nguyên tử hoá trị nhỏ hơn hoá trị của chất bán dẫn nền, làm cho trong mạng tinh thể tồn tại các lổ trống ở vị trí của nguyên tử tạp. Vì số lổ trống trong mạng tinh thể tăng lên hàng vạn lần còn số eletron không đỏi nên hạt tải cơ bản là các lổ trống p còn electron là hạt tải không cơ bản.
	*Dòng điện qua lớp tiếp xúc p – n:
	+Khi hai bán dẫn loại n và p tiếp xúc với nhau thì có sự khuyếch tán của hai loại điện tích qua lớp tiếp xúc (dòng khuếch tán chỉ chủ yếu là dòng các hạt tải cơ bản, kết quả là ở mặt phân cách hình thành một lớp điện tích trái dấu, có điện trường hướng từ n sang p.
	+ Nếu nối đầu p với với cực dương và n nối với cực âm của nguồn điện thì tạo ra điện trường có hướng từ p sang n làm cho các lổ trống qua lớp tiếp xúc từ p sang n và elêctron chuyển động theo chiều ngược lại. Lúc này cường độ dòng điện lớn nên được gọi là dòng điện thuận.
	+Nếu thiết lập điện trường ngược lại thì dòng điện rất nhỏ nên được gọi là dòng điện nghịch.
	*Vậy dòng điện qua lớp tiếp xúc p – n chỉ theo một chiều từ p sang n.
	*Tính chất dẫn điện một chiều qua lớp tiếp xúc p – n được ứng dụng để chế tạo các diode bán dẫn hoặc transitor.
Hoạt động 2. Vận dụng giải một số bài toán về mạch điện và dòng điện trong các môi trường.
Hoạt động 3: : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh khắc sâu kiến thức trong chương, vì đây là chương có nhiều kiến thức quan trọng và khó.
*Chuẩn bị nội dung ôn tập để kiếm tra.
*Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập.
D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
..
..
..
......
E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG
..
..
..
......

Tài liệu đính kèm:

  • docchuong III. Dong dien trong cac moi truong.doc