Bài giảng Vật lí 11 - Tiết 25: Dòng điện trong kim loai

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Tiết 25: Dòng điện trong kim loai

1. Trường THCS & THPT Dương Văn An Giáo viên: Nguyễn Ngọc Vinh Tổ: Vật lí – Công nghệ
2. Quan sát các hình ảnh sau
3. Chương III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG • Dòng điện trong kim loại. • Dòng điện trong chất điện phân. • Dòng điện trong chân không. • Dòng điện trong chất khí. • Dòng điện trong bán dẫn.
4. Chương III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG Câu hỏi khái quát: Em hiểu biết gì về những tiến bộ mới của khoa học, kỹ thuật và công nghệ trong việc nghiên cứu và sử dụng hiểu biết về sự dẫn điện trong các môi trường khác nhau, đặc biệt là kim loại, chất khí và chất bán dẫn? Câu hỏi nội dung: Câu1. Theo em biết thì những chất nào xung quanh chúng ta có thể dẫn điện (Chất rắn, lỏng, khí )? Tại sao em nghĩ như vậy, từ đâu em biết? (Nếu chưa biết hãy về tìm hiểu). Câu 2. Em biết gì về sự dẫn điện của các chất như kim loại, bán dẫn, chất khí (điều kiện, bản chất, tính chất )
5. Chủ đề: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG Câu hỏi nội dung: Câu 3.Theo em, trong các điều kiện khác nhau các hạt mang điện có giống nhau không, chúng khác nhau ở chỗ nào? Tại sao? Câu 4. Theo em điều kiện điện trường để có dòng điện xuất hiện trong các chất khác nhau có giống nhau hay không? Tại sao? Câu 5. Tính chất dẫn điện (sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào các yếu tố khác nhau) của các chất khác nhau khác nhau như thế nào? Tại sao?
6. Nội dung 1 Các tính chất điện của kim loại I Bản chất dòng điện trong kim loại 2 Electron tự do trong kim loại III3 Giải thích tính dẫn điện của kim loại
7. Dòng điện là gì ? Text in here Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện Có các hạt mang điện tự do Có điện trường ngoài
8. 1 Các tính chất điện của kim loại I Bản chất dòng điện trong kim loại + Kim loại là chất dẫn điện tốt KIM ρ0 (Ω.m) LOẠI + Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm Bạc 1,62.10-8 + Dòng điện chạy trong dây dẫn kim 1,69.10-8 loại gây ra tác dụng nhiệt Đồng + Điện trở suất của kim loại tăng theo Nhôm 2,75.10-8 nhiệt độ Sắt 9,68.10-8 Vonfam 5,25.10-8 Constantan 5,21.10-8
9. + Điện trở suất của kim loại tăng theo KIM ρ (Ω.m) nhiệt độ 0 Các kim loại khác nhau có cấu LOẠI trúc khác nhau và mật độ Bạc 1,62.10-8 Electron tự do khác nhau nên -8 có điện trở suất khác nhau. Đồng 1,69.10 Nhôm 2,75.10-8 = 00 1 + (tt − ) Sắt 9,68.10-8 0 -8 0 : điện trở suất ở t0 C Vonfam 5,25.10 : hệ số nhiệt điện trở. Constantan 5,21.10-8
10. Câu C1 Text in here Điện trở của dây tóc bóng đèn tăng khi nhiệt độ tăng.
11. 2 Electron tự do trong kim loại Phiếu học tập số 1 1- Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt nào? 2- Tại sao gọi là các electron tự do? Khí electron tự do trong kim loại là gì? 3- Trình bày cấu tạo của mạng tinh thể kim loại? 4- Electron trong kim loại chuyển động như thế nào khi chưa có điện trường ngoài?
12. 2 Electron tự do trong kim loại Phiếu học tập số 1 1- Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt nào? 2- Tại sao gọi là các electron tự do? Khí electron tự do trong kim loại là gì?
13. - + + + + - - Proton Ion Electron trong nguyên tử Electron tự do
14. 2 Electron tự do trong kim loại Phiếu học tập số 1 1- Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt electron và ion dương. 2- Các elecron hóa trị chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể gọi là các electron tự do. Các electron chuyển động giống như các phân tử khí nên được gọi là khí electron tự do.
15. 2 Electron tự do trong kim loại Phiếu học tập số 1 3- Trình bày cấu tạo của mạng tinh thể kim loại?
16. 2 Electron tự do trong kim loại Phiếu học tập số 1 3- Cấu tạo của mạng tinh thể kim loại: Các nút mạng là các ion dương xung quanh nút mạng là các electron tự do chuyển động hỗn loạn.
17. 2 Electron tự do trong kim loại Phiếu học tập số 1 4- Electron trong kim loại chuyển động như thế nào khi chưa có điện trường ngoài?
18. 2 Electron tự do trong kim loại Chưa có điện trường
19. 2 Electron tự do trong kim loại + - + - + - + - + + - - Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử. Khi có điện trường ngoài các electron trong kim loại chuyển động hỗn loạn không tạo ra dòng điện.
20. 2 Electron tự do trong kim loại Phiếu học tập số 1 4- Khi chưa có điện trường ngoài các electron trong kim loại chuyển động hỗn loạn không tạo ra dòng điện.
21. 2 Electron tự do trong kim loại Phiếu học tập số 1 1- Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt electron và ion dương. 2- Các elecron hóa trị chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể gọi là các electron tự do. Các electron chuyển động giống như các phân tử khí nên được gọi là khí electron tự do. 3- Cấu tạo của mạng tinh thể kim loại: Các nút mạng là các ion dương xung quanh nút mạng là các electron tự do chuyển động hỗn loạn. 4- Khi chưa có điện trường ngoài các electron trong kim loại chuyển động hỗn loạn không tạo ra dòng điện.
22. 3 Giải thích tính chất điện của kim loại Khi có điện trường ngoài electron trong kim loại chuyển động như thế nào ?
23. 3 Giải thích tính chất điện của kim loại Khi có điện trường E Dưới tác dụng của điện trường electron chuyển động ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện.
24. 3 Giải thích tính chất điện của kim loại Dưới tác dụng của điện trường electron chuyển động ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện. •Dòng điện trongBản kimchất loại của là dòng dòng điệndịch chuyểntrong kim có hướng của các electron tự do dưới tácloại dụng là củagì ? điện trường.
25. Câu C2 Text in here Constantan có anpha nhỏ, hầu như không đáng kể. Vì vậy dùng Constantan
26. 3 Giải thích tính chất điện của kim loại Phiếu học tập số 2 1- Nguyên nhân nào gây ra điện trở trong kim loại? 2- Vì sao khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng? 3- Vì sao khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì làm vật dẫn nóng lên?
27. 3 Giải thích tính chất điện của kim loại : electron tự do Nhiệt độ E + + + + + + + + I + + + + + + + + + + + + Quan sát mạng tinh thể hai hình nhận xét?
28. 3 Giải thích tính chất điện của kim loại : electron tự do Nhiệt độ E + + + + + + + + I + + + + + + + + + + + + Khi nhiệt độ tăng các ion trong mạng tinh thể sẽ dao động như thế nào ?
29. Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các iôn trong mạng tinh thể tăng, làm cho điện trở của kim loại tăng. Điện trở suất 12.10-8m 2.10-8 0 400 1200 T(K) Nhiệt độ
30. 3 Giải thích tính chất điện của kim loại Phiếu học tập số 2 1- Nguyên nhân gây ra điện trở trong kim loại: Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại đã cản trở chuyển động có hướng của các electron tự do, làm cho electron chuyển động lệch hướng. 2- Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng: Nhiệt độ tăng thì các ion càng dao động mạnh do đó độ mất trật tự của mạng tinh thể tăng làm cản trở chuyển động của electron tự do. 3- Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì làm vật dẫn nóng lên: Electron chuyển động có gia tốc nên thu được năng lượng xác định. Khi chuyển động chúng truyền năng lượng cho mạng tinh thể làm tăng nội năng của kim loại. Nộ năng này đã chuyển hóa thành nhiệt năng.
31. Câu C3 Text in here Kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau và mật độ electron tự do khác nhau. Do đó tác dụng ngăn cản chuyển động có hướng của các electron tự do trong mỗi kim loại cũng khác nhau.
32. Củng cố Bài 1: Các kim loại đều: A. dẫn điện tốt, có điện trở suất không thay đổi. B. dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ. C. dẫn điện tốt như nhau, có điện trở suất theo nhiệt độ D. dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ giống nhau.
33. Củng cố Bài 2: Hạt tải điện trong kim loại là: A. Các electron của nguyên tử. B. Electron ở lớp trong của nguyên tử. C. Các electron hóa trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể. D. Các electron hóa trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể.
34. Nội dung cần ghi nhớ - Các tính chất của kim loại - Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ ρ = ρ0 [1 + α ( t – t0)] - Bản chất của dòng điện trong kim loại: là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
35. DẶN DÒ