Bài giảng Vật lí 11 - Bài dạy 13: Dòng điện trong kim loại

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài dạy 13: Dòng điện trong kim loại

1. • Phiếu học tập số 1 • 1.Bản chất dòng điện trong kim loại là gì? • 2.Các hạt tải điện trong kim loại là các hạt nào? • 3.Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là gì?
2. Theo thuyết electron nguyên tử trung hòa mất đi electron thì trở thành ion dương - + + + + - - nguyên tử trung hoà Ion dương
3. Các ion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại. Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các electron tự do
4. Khi chưa có điện trường Khi có điện trường →Bản chất dòng điện trong kim loại E
5. Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do ngược chiều điện trường. Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Kim loại dẫn điện tốt là vì mậtHạt độ tải electron điện trong tự kim do trong kim loạiloại rất là cao. gì ? Vì sao kim E loại dẫn điện tốt?
6. Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
7. 3. Điện trở của kim loại TL:Sù mÊt trËt tù cña m¹ng tinh thÓ ®· c¶n trë chuyÓn ®éng cã hướng cña c¸c electron tù do khi chóng va ch¹m víi nót m¹ng. Sù mÊt trËt tù cña m¹ng tinh thÓ do c¸c nguyªn nh©n sau +MÐo m¹ng tinh thÓ do biÕn d¹ng c¬ +Cã nguyªn tö l¹ trong khèi kim lo¹i +ChuyÓn ®éng nhiÖt cña c¸c ion trong m¹ng tinh thÓ
8. II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
9. Điện trở suấtĐiện và trở hệ sốsuất nhiệt phụ thuộcĐồ thị biểuvào diễn sự phụ thuộc điện trở của mộtnhiệt số độkim nhưloại thếđiện nào? trở suất của kim loại theo nhiệt độ. -1 Kim loại 0 (Ωm) α(K ) Bạc 1,62.10-8 4,1.10-3 Bạch kim 10,6.10-8 3,9.10-3 -8 Đồng 1,69.10 4,3.10-3 Nhôm 2,75.10-8 4,4.10-3 Sắt 9,68.10-8 6,5.10-3 Vonfram 5,25.10-8 4,5.10-3
10. II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ Kết quả từ thực nghiệm ➢ Thí nghiệm đã chứng tỏ điện trở suất của kim loại biến thiên theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất: = 01+ (t −t0 ) o o • 0 là điện trở suất ở t0 C (thường lấy 20 C), •α là hệ số nhiệt điện trở có đơn vị đo là K- 1. ➢ Hệ số nhiệt điện trở của mỗi kim loại phụ thuộc vào: nhiệt độ, độ sạch và chế độ gia công vật liệu.
11. III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN Điện trở suất thay đổi như thế nào khi nhiệt độ giảm?
12. Phiếu học tập số 2: 1.Điện trở suất của kim loại thay đổi như nào khi nhiệt độ giảm? 2.Hiện tượng siêu dẫn là gì? 3.Ứng dụng của vật liệu siêu dẫn?
13. 1. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp Khi nhiệt độ giảm → mạng tinh thể bớt mất trật tự → cản trở của nó đến chuyển động các electron ít → điện trở suất của kim loại giảm.
14. 1. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Nhiệt độ gần 0 K điện trở của các kim loại sạch đều rất bé.
15. III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN Temp (.m 8K 6K 4K 2K 0K 0 2 4 6 T( K )
16. III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN 2. Hiện tượng siêu dẫn -Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng một số kim loại (hợp kim) cóHiệnđiện tượngtrở siêusuất dẫnđột là ngộtgì? giảm xuống bằng 0 khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn (T < Tc).
17. ✓Chuyển tải điện năng ✓ Máy đo điện trường chính xác ✓ Đoàn tàu chạy trên đệm từ ✓ Tạo ra máy gia tốc mạnh ✓ Máy quét MRI dùng trong y học Award
18. IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN 1. Thí nghiệm Hiện tượng gì xảy ra ở Vôn Kế khi dùng đèn cồn tăng độ chênh lệch nhiệt độ của hai mối hàn A và B bằng cách đốt nóng một mối hàn? Vôn kế V dây đồng dây constantan T1 T2 B nước A ngọn nến đá
19. IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN 1. Thí nghiệm Giải thích T1 T2 T1 = T2 T1 T2 T1 > T2 + -
20. IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN 2. Kết luận Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau gọi là hiện tượng nhiệt điện. Suất điện động  gọi là suất điện động nhiệt điện. Bộ dây dẫn hàn hai đầuHiệnvới tượngnhau được nhiệtgọi là cặp nhiệt điện.  = T(T1 – T2) điện là gì? Trong đó: (T1 – T2 ) là hiệu nhiệt độ ở hai đầu nóng và lạnh; T là hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vào bản chất kim loại và vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện, đơn vị V.K-1.
21. IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN 3. Ứng dụng của cặp nhiệt điện - Cặp nhiệt điện đuợc dùng phổ biến để đo nhiệt độ - Ba loại cặp nhiệt điện thường dùng: Cặp kim loại αT (µV/K) Platin – platin pha rôđi 6,5 Crômen - alumen 41 Đồng - constantan 40
22. • 3.1 Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ • A. Giảm đi. • B. Không thay đổi. • C. Tăng lên.
23. • 3.2 Một sợi dây đồng có điện trở 74 ở 500 C, có điện trở suất ỏ = 4,1.10-3K-1. Điện trở của sợi dây đó ở 1000 C là: • A. 86,6 B. 89,2 • C. 95 D. 82
24. • 3.3 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.