TỔ VẬT LÝ KỸ CN Tìm hiểu một số tính chất điện của kim loại Tìm hiểu về cấu trúc tinh thể kim loại và electron tự do trong kim loại Giải thích các tính chất điện của kim loại, tìm
Trang 1TỔ VẬ
T LÝ KỸ CN
Trang 2Dịng điện trong kim loại Dịng điện trong chất điện phân Dịng điện trong chân khơng Dịng điện trong chất khí
Dịng điện trong chất bán dẫn
TỔ VẬ
T LÝ KỸ CN
Trang 3TỔ VẬ
T LÝ KỸ CN
Tìm hiểu một số tính chất điện của kim loại
Tìm hiểu về cấu trúc tinh thể kim loại và electron tự do trong kim loại
Giải thích các tính chất điện của kim loại, tìm ra bản chất dòng điện trong kim loại
Trang 4Kim loại Điện trở suất (Ωm)
Bạc 1,59×10 −8
Đồng 1,72×10 −8
Vàng 2,44×10 −8
Nhôm 2,82×10 −8
Tungsten 5,6×10 −8
Sắt 1,0×10 −7
Bạch kim 1,1×10 −7
Chì 2,2×10 −7
Constantan 4,9×10 −7
Phi kim
Điện trở suất
(Ωm)
Silic 6,40×10 2
Thủy tinh 10 10 đến 10 14
Cao su 10 13
Lưu huỳnh 10 15
Thạch anh 7,5×10 17
PET 10 20
Teflon 10 22 đến 10
Cã nhËn xÐt g×
vÒ tÝnh dÉn ®iÖn cña kim lo¹i so víi c¸c chÊt phi kim?
Trang 5Kim loại α (K -1 )
Constantan 0,01.10 -3
Bạc 4,1.10 -3
Đồng 4,3.10 -3
Nhụm 4,4.10 -3
Vonfam 4,5.10 -3
Sắt 6,5.10 -3
( (Ωm)
t=t – t0(K) O
0
Đ ờng biểu diễn mối quan hệ giữa điện trở suất của KL với nhiệt độ cho biết
điều gì?
Trang 6U(V )
O
T=constan
Đ ờng đặc
tuyến V – A
bên cho thấy
dòng điện
trong kim loại
tuân theo
định luật
gì?
Trang 72 ELECTRON TỰ DO TRONG KIM LOẠI
Một số vấn đề đặt
ra là?
Hạt tải điện trong kim
loại là hạt gì? Do đâu
mà có?
Tại sao kim loại lại có
được các tính chất
điện như đã nêu ở
phần 1./
TỔ VẬ
T LÝ KỸ CN
Trang 8Electron tự do Electron trong nguyên tử
Nguyên tử tại nút
mạng tinh thể
Proto n
Qu¸ tr×nh t¹o ion vµ Electron tù do
trong kim lo¹i
Trang 92 ELECTRON TỰ DO TRONG KIM LOẠI
+
+
+ +
+
+
Các kim loại khác nhau thì mật độ
electron tự do giống hay khác nhau? Với một kim loại nhất định mật độ này có thay đổi không?
Trang 102 ELECTRON TỰ DO TRONG KIM LOẠI
Các kim loại khác nhau có mật độ êlectron (số êlectron tự do trong một đơn vị thể tích) khác nhau ; mật độ này có giá trị không đổi đối với mỗi kim loại
+
+
+
+ +
+
+
+
+
+
+ +
+
+
Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, chuyển động của các êlectron tự do là chuyển động gì? Có thể tạo ra dòng điện không?
Trang 112 ELECTRON TỰ DO TRONG KIM LOẠI
Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, chuyển động hỗn loạn của các êlectron tự do không tạo ra dòng điện trong kim loại
Trang 12Vậy : Dòng điện trong kim loại
là dòng dịch chuyển có hướng
của các êlectron tự do ngược
3 GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
a) Bản chất dòng điện trong kim
loại
E
dụng của lực điện trường chuyển
động có hướng, ngược chiều điện
trường tạo ra dòng điện.
động như thế nào?
Trang 133 GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
b) Giải thích nguyên nhân gây ra
điện trở của dây dẫn kim loại
Khi chuyển động có hướng các êlectron tự do luôn bị “cản trở” do “va chạm” (tương tác) với các ion kim loại đang dao động quanh vị trí cân bằng
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
Theo định nghĩa cường độ dòng điện
ta có: i = q / t trong đó q là điện
lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng
dây dẫn trong thời gian t
Cường độ dòng điện i sẽ biến đổi như
thế nào nếu trong quá trình chuyển
động có hướng tạo ra dòng điện, các e
tự do bị cản trở do va chạm với các I
on ở nút mạng tinh thể.
Trang 143 GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
c) Giải thích sự phụ thuộc của điện
trở suất của kim loại vào nhiệt độ
Nhiệt độ càng cao, các ion kim loại
càng dao động mạnh, êlectron tự do va
chạm nhiều hơn Nhiệt độ tăng thì điện
trở kim loại tăng.
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
Khi nhiệt độ kim loại tăng, các em có nhận xét gì về biên độ dao động của các Ion ở nút mạng tinh thể Điều này có ảnh hưởng gì đến điện trở của kim loại?
Trang 153 GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
d) Giải thích nguyên hiện tượng toả
nhiệt của dây dẫn kim loại khi có
dòng điện chạy qua
Khi đặt vào hai đầu dây dẫn kim
loại một hiệu điện thế, các
electron tự do nhận được một năng
lượng điện trường và chuyển động
có hướng, trong quá trình chuyển
động khi va chạm với các Ion ở nút
mạng tinh thể chúng truyền một
phần(hay hoàn toàn) năng lượng
cho Ion đó kết quả Ion này chuyển
động nhiệt với vận tôc lớn hơn
Vì vậy, dây dẫn kim loại nóng lên
Theo thuyết động học phân tử nhiệt độ của vật sẽ thay đổi như thế nào khi vận tốc chuyển động nhiệt của các nguyên tử tạo nên vật đó tăng lên? Qua đó giải thích sự toả nhiệt của kim loại khi có dòng điện chạy qua?
Trang 16CỦNG CỐ
BÀI
Câu 01
A hạt tải điện trong kim loại là
electron tự do.
B dòng điện trong kim loại tuân
theo định luật Ôm nếu nhiệt độ trong kim loại được giữ không đổi.
C hạt tải điện trong kim loại là
ion.
D dòng điện chạy qua dây dẫn
kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
Trang 17Khi nhiệt độ của dây kim loại
tăng, điện trở của nó sẽ :
A giảm đi
B không thay đổi
C tăng lên
D ban đầu tăng lên theo nhiệt
độ nhưng sau đó lại giảm dần.
CỦNG CỐ
BÀI
Câu 02