Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.I- Mục tiêu: - Nêu được các tính chất điện của kim loại.Trình bày được sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.. -Dự kiến nội dung ghi
Trang 1Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.
I- Mục tiêu:
- Nêu được các 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 êlectron tự do trong kim loại.Vận dụng thuyết êlectron tự do trong kim loại để giải thích một cách định tính các tính chất điện của kim loại
II- Chuẩn bị:
1)Giáo viên:
- Vẽ phóng to các hình 17.1,17.2,17.3,17.4 và bảng 17.2 SGK
-Dự kiến nội dung ghi bảng
1)Các tính chất điện của kim loại:
-Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ:
ρ=ρ0(1+α(t-t0))
trong đó : ρ0 là điện trở suất ở t0(0C)
α là hệ số nhiệt điện trở(K-1)
-Sự phụ thuộc của điện trở của kim loại vào nhiệt độ:
R=R0(1+α(t-t0))
trong đó : R0 là điện trở ở t0(0C)
2)Electron tự do trong kim loại:
Sgk
3)Giải thích tính chất điện của kim loại:
-Bản chất dòng điện trong kim loại:
sgk
-Giải thích các tính chất điện của kim loại bằng thuyết electron tự do:
(học sinh đọc sgk)
2)Học sinh:
- Ôn lại phần nói về tính chất điện của kim loại trong SGK Vật lí 9 và định luật Ôm cho đoạn mạch, định luật Jun-Lenxơ
III- Tổ chức hoạt động dạy học:
1)Hoạt động 1:Nhắc lại tính chất điện của kim loại
GV yêu cầu HS nêu lên các tính chất điện của kim
loại, sau đó GV tổng kết và hệ thống lại
GV yêu cầu HS căn cứ vào đồ thị H17.1 để trả lời
câu hỏi C1
GV lưu ý cho hs : Hệ số α còn phụ thuộc vào nhiệt
độ, vào độ sạch và chế độ gia công vật liệu
Yêu cầu hs trả lời C2
Học sinh đọc sgk trả lời câu hỏi của gv
HS trả lời:- Điện trở dây tóc bóng đèn tăng khi hiệu điện thế tăng.Mặt khác, khi hiệu điện thế tăng, độ sáng của bóng đèn tăng, chứng tỏ nhiệt độ dây tóc bóng đèn tăng.Từ đó kết luận: điện trở của dây tóc bóng đèn tăng khi nhiệt độ tăng:
Rt=R0(1+α (t-t0) ) Trả lời C2: Nên dùng constantan, vì nó có α rất nhỏ
2)Hoạt động 2: Giới thiệu về sự có mặt của êlectron tự do trong kim loại
GV dựa vào H17.2 giới thiệu sự có mặt và hoạt
động của các êlectron tự do trong mạng tinh thể
kim loại
HS nhắc lại về cấu trúc tinh thể của kim loại
3)Hoạt động 3: Giải thích tính chất điện của kim loại
GV đặt vấn đề: khi đặt vào 2 đầu kim loại một
hiệu điện thế thì các êlectron tự do sẽ chuyển động
như thế nào?
Hs trả lời: các electron sẽ chịu thêm tác dụnh của điện trường và chuyển động theo sự tác động ấy.Cụ thể là các electron chuỷen động ngược chiều
Trang 2GV nhấn mạnh cho HS bản chất dòng điện trong
kim loại và giảng giải cho HS hiểu nội dung của
SGK
Gv hướng dẫn cho hs dùng thuyết electron để giải
thích các tính chất điện của kim loại
GV đặt vấn đề cho HS :trong khi các êlectron tự
do di chuyển như thế thì có xảy ra hiện tượng gì
với chúng?
GV nhấn mạnh thêm: điện trở còn được gây ra bởi
các sai hỏng tinh thể
HS trả lời C3: các kim loại khác nhau có cấu trúc
mạng tinh thể khác nhau và mật độ êlectron tự do
khác nhau=>tác dụng ngăn cản chuyển động có
hướng của các êlectron tự do trong mỗi kim loại
cũng khác nhau
Hs đọc thêm sgk để lĩnh hội kiến thức tốt hơn
HS đọc SGK rút ra kết luận cho các hiện tượng
HS trả lời C3: các kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau và mật độ êlectron tự do khác nhau=>tác dụng ngăn cản chuyển động có hướng của các êlectron tự do trong mỗi kim loại cũng khác nhau
4)Củng cố và dặn dò:
a)Củng cố:
-Nêu tính chất điện của kim loại.Vận dụng thuyết electron để giải thích các tính chất điện của kim loại -Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ như thế nào?
b)Dặn dò:
-Hs làm 3 bài tập trong SGK
-Về nhà làm các bài tập trong SBT
-Chuẩn bị bài mới
Bài 18: HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN.HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
I-Mục tiêu:
-Phát biểu được hiện tượng nhiệt điện là gì và một số ứng dụng của nó
-Hiểu được hiện tượng siêu dẫn là gì và một số ứng dụng của nó
II-Chuẩn bị:
1)Giáo viên:
-Chuẩn bị thí nghiệm về dòng nhiệt điện
-Vẽ phóng to Bảng 18.1,các H18.1 và 18.3 SGK
-Dự kiến nội dung ghi bảng:
1)Hiện tượng nhiệt điện:
a)Thí nghiệm:
b)Biểu thức của suất điện động nhiệt điện:
℮ = αT(T1-T2)
αT : hệ số nhiệt điện động(đơn vị là μV/K)
c) Ứng dụng của cặp nhiệt điện:
-Nhiệt kế nhiệt điện
-Pin nhiệt điện
2)Hiện tượng siêu dẫn:
2)Học sinh:
-Ôn lại tính chất điện của kim loại
III-Tiến trình dạy học:
1)Hoạt động 1: Tìm hiểu hiện tượng nhiệt điện và các ứng dụng của nó
Trang 3Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV tiến hành thí nghiệm và cho HS quan sát rồi
nêu ra các nhận xét
GV không cần giải thích sự xuất hiện suất điện
động nhiệt điện
GV hỏi thêm: “ trong pin nhiệt điện, dạng năng
lượng nào đã chuyển chuyển hoá thành điện
năng?”
GV yêu cầu HS hiểu và nắm công thức 18.1 để
vận dụng làm bài tập
GV yêu cầu HS nắm được các ứng dụng của cặp
nhiệt điện
HS nhận xét:
-Khi hơ nóng mối hàn A ta thấy có dòng điện
-Hơ nóng lâu hơn,số chỉ miliampe kế tăng
HS trả lời: Nhiệt năng chuyển hoá thành điện năng
Hs đọc thêm sgk để nắm bài học
HS khá giỏi có thể đọc thêm đoạn giải thích sơ lược sự xuất hiện suất điện động nhiệt điện ở cột bên phải
2)Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng siêu dẫn và các ứng dụng
GV giới thiệu đồ thị khảo sát sự phụ thuộc vào
nhiệt độ của điện trở cột thuỷ ngân
GV kết luận: Hiện tượng như thế là hiện tượng
siêu dẫn
Yêu cầu HS phát biểu thành lời
HS nhân xét: Điện trở của cột thuỷ ngân giảm đột ngột khi nhiệt độ giảm ở lân cận 4K
HS tham khảo bảng giá trị TC (K) của 1 số vật liệu
ở bảng 18.2 SGK
3)Củng cố và dặn dò:
a)Củng cố:
-Mô tả hiện tượng nhiệt điện
-Nêu hiện tượng siêu dẫn, và ứng dụng của nó
b)Dặn dò:
-HS đọc thêm phần đọc thêm
-Làm tại lớp câu 1,2 trong SGK
-Về nhà làm thêm bài tập SBT
Bài 19: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT DIỆN PHÂN ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY
I-Mục tiêu:
-Hiểu hiện tượng điện phân, bản chất dòng điện trong chất điện phân, phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân, hiện tượng cực dương tan
-Hiểu và vận dụng được định luật Fa-ra-đây
-Hiểu nguyên tắc mạ điện, đúc điện, tinh chế và điều chế kim loại
II-Chuẩn bị:
1)Giáo viên:
-Bộ dụng cụ thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
-Dụng cụ thí nghiệm để thiết lập định luật Ôm khi có hiện tượng cực dương tan
-Vẽ phóng to các H19.1,19.2,19.3,19.4 và bảng 19.1 SGK
-Dự kiến nội dung ghi bảng:
1)Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân:
a)Thí nghiệm:
b)Kết quả:
c)Kết luận:
Trang 4-Độ dẫn điện của chất điện phân tăng theo nhiệt độ.
-Dòng điện trong chất điện phân: sgk
3)Phản ứng phụ trong chất điện phân:
4)Hiện tượng cực dương tan:
a)Thí nghiệm:
b)Giải thích:
c) Định luật ôm đối với chất điện phân
-Khi có hiện tượng cực dương tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật ôm
-Khi không có hiện tượng cực dương tan thì bình điện phan là 1 máy thu điện, dòng điện qua bình thuân theo định luật ôm đối với máy thu
5) Định luật Fa-ra-đây về điện phân:
a) Định luật I Fa-ra-đây:
m = kq
trong đó: k= 1,118.10-6kg/C
b) Định luật II Fa-ra-đây:
k = c.A/n
trong đó: 1/c = F ≈ 96 500 C/mol
c)Công thức Fa-ra-đây về điện phân:
m =
trong đó: I là cường độ dòng điện không đổi chạy qua bình điện phân (tính bằng A)
t là thời gian dòng điện chạy qua bình (tính bằng s)
m là khối lượng của chất được giải phóng ra ở điện cực (tính bằng g)
6) Ứng dụng: sgk
2)Học sinh:
-Ôn lại tác dụng hoá học của dòng điện và sự điện li trong SGK Hoá học
III-Tiến trình dạy hoc:
1)Hoạt động 1: Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
GV tiến hành thí nghiệm
GV lưu ý hướng dẫn HHS quan sát để rút ra kết
luận trong các trường hợp khi trong bình B chỉ có
nước cất và sau khi hoà tan một ít muối ăn vào
nước cất
Hs quan sát
HS kết luận chung cho các trường hợp muối, axit, bazơ nói chung
2)Hoạt động 2: Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Gv yêu cầu Hs nhắc lại sự điện li đã học trong
môn hoá
Đặt vấn đề: hạt tải điện trong dung dịch điện phân
là những hạt nào?
Gv giải thích cho Hs hiểu nguyên nhân hai quá
trình phân li và tái hợp, nhưng số lượng phân tử
phân li và tái hợp không bằng nhau, số cặp ion tạo
thành mỗi giây tăng khi nhiệt độ tăng => độ dẫn
điện tăng theo nhiệt độ
Khi chưa có điện trường ngoài và khi đã có điện
trường ngoài, chuyển động của các hạt mang điện
này như thế nào?
Hs trả lời: hạt tải điện trong dung dịch điện phân là các ion dương và các ion âm
từ câu trả lời, hs phát biểu được bản chất dòng điện trong chất điện phân
Trang 53)Hoạt động 3: Tìm hiểu phản ứng phụ trong chất điện phân:
GV đặt vấn đề: khi các ion di chuyển đến các điện
cực thì có xãy ra hiện tượng gì không?
Gợi ý cho Hs có dư và thiếu êlectron giữa các ion
và các điện cực
Hs trả lời: các ion âm nhường e cho điện cực dương; các ion dương nhận e từ điện cực âm
4)Hoạt động 4: Hiện tượng cực dương tan
GV tiến hành thí nghiệm
Sau đó GV gợi ý cho Hs giải thích
GV tiến hành đo các giá trị của cường độ dòng
điện I chạy qua bình ứng với các giá trị khác nhau
của hiệu điện thế U
Yêu cầu Hs vẽ đồ thị.Sau đó nhận xét về đồ thị, và
rút ra định luật Ôm đối với trường hợp cực dương
tan
Gv lưu ý cho HS : Nếu không có hiện tượng cực
dương tan thì bình điện phân là máy thu Khi đó
dòng điện chạy qua bình điện phân tuân theo định
luật Ôm đối với máy thu điện
Hỏi: Khi đó điện năng cung cấp cho bình được
chuyển hoá thành những dạng năng lượng nào?
HS quan sát và sau đó nêu nhận xét: có điều gì xảy
ra ở catot
Hs vẽ đồ thị và nhận xét : cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân và hiệu điện thế giữa 2 điện cực tỉ lệ thuận
Trả lời: Một phần nhỏ chuyển thành nhiệt năng, và một phần khác chuyển thành hoá năng
5)Hoạt động 5: Định luật Fa-ra-đây và ứng dụng của hiện tượng điện phân
GV trình bày cho HS 2 định luật Fa-ra-đây như
SGK
Gv trình bày sơ lược các ứng dụng, còn học sinh
về nhà đọc thêm
Hs đọc thêm phần chữ nhỏ bên trái sgk
6)Củng cố và dặn dò:
a)Củng cố:
-Nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân
-Mô tả hiện tượng cực dương tan
-Phát biểu các định luật Fa-ra-đây, viết biểu thức của các định luật này
-Nêu các ứng dụng của hiện tượng điện phân
b)Dặn dò:
-Làm bài 2,3 sgk
-Về nhà làm thêm các bài tập khác trong sbt
Bài 20: BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI VÀ CHẤT ĐIỆN PHÂN
I-Mục tiêu:
-Vận dụng hệ thức ρt = ρ0(1+α (t-t0) ) hay Rt=R0(1+α (t-t0) ) để giải các bài tập về sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ
-Vận dụng các định luật Fa-ra-đây để giải các bài tập về hiện tượng điện phân
II-Chẩu bị:
1)Giáo viên:
Trang 6Bài 3/trang 90:
-Tóm tắt đề:
t0 = 500C ,R0 = 74Ω
t = 1000C, R = ?
-Bài giải : Áp dụng công thức: R = R0(1+α(t-t0))
Thay số: R = 74(1+4,3.10-3(100-74))
Bài 3/trang 100:
-Tóm tắt đề:
D = 0,05mm = 5.10-5m
t = 30phút = 1800s
S = 30cm2 = 3.10-3m2
ρ= 8,9.103 kg/m3
A = 58, n=2
-Bài giải:
2)Học sinh:
-Ôn bài 17 và 19 và tự làm bài tập tương tự ở cuối các bài học đó
III-Tién trình dạy học:
1)Hoạt động 1: Nhắc lại các công thức liên quan
GV yêu cầu HS nhắc lại các hệ thức về sự phụ
thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ, công thức
Fa-ra-đây về điện phân và chỉ rõ ý nghĩa các kí hiệu
trong công thức
GV lưu ý HS về dơn vị của các đại lượng trong
các công thức đó
HS trả lời:
1)Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ
Rt=R0(1+α (t-t0) ) Trong đó: R0 : điện trở của vật dẫn ở t0 C
Rt : điện trở của vật dẫn ở t0C
α : Hệ số nhiệt điện trở 2)Công thức Fa-ra-đây về điện phân:
2)Hoạt động 2: Giải các bài tập sgk
Với mỗi bài toán, GV yêu cầu HS trả lời :
-Bài toán đề cập tới hiện tượng gì?
-Công thức vận dụng?
-Tóm tắt đề bài để nắm thông tin, rồi vận dụng các
dữ kiện vào công thức như thế nào?
-Thay số vào bài toán cần chú ý về đơn vị?
-Nhận xét kết quả
Bài 3trang 90, Hs đã được giao cho về nhà, bây
giờ Gv yêu cầu HS giải trên bảng
-Bài toán này đề cập tới hiện tượng điện trở thay
đổi theo nhiệt độ
Hệ số nhiệt điện trở của đồng được cho ở bảng
17.1sgk/88
Nhận xét kết quả:
Trang 7Bài 21 : DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG.
I-Mục tiêu:
-Hiểu bản chất và tính chất của dòng điện trong chân không Hiểu đặc tuyến Vôn-Ampe của dòng điện trong chân không
-Hiểu được bản chất và những ứng dụng của tia catôt
II-Chuẩn bị:
1)Giáo viên:
-Vẽ phóng to các hình 21.0,21.2,21.6 sgk
-Đọc SGk vật lí THCS và Vật lí 10
-Sưu tầm đèn hình cũ đẻ làm dụng cụ trực quan
-Chuẩn bị bộ dụng cụ về khảo sát dòng điện trong chân không
-Dự kiến nội dung ghi bảng:
1)Dònh điện trong chân không:
a)Thí nghiệm:
b)Bản chất dòng điện trong chân không:
sgk
2)Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế:
-Dòng điện trong chân không không tuân theo định luật ôm
-Khi U đạt đến giá trị Ub thì I =Ibh Nhiệt độ càng cao thì Ibh càng lớn
-Diôt chân không dùng để chỉnh lưu dòng xoay chiều
3)Tia catôt:
-Tia catôt là dòng các e bức ra từ catôt và bay trong chân không
-Các tính chất của tia catôt: sgk
4) Ống phóng điện tử: sgk
2)Học sinh:
-Ôn lại SGK THCS và Vật lí 10 về khái niệm chân không
III-Tiến trình dạy học:
1)Hoạt động 1: Tìm hiểu dòng điện trong chân không
GV giới thiệu cách hiểu môi trường chân không là
gì?
Nếu có thể thì GV tiến hành thí nghiệm và hướng
dẫn HS quan sát rồi rút ra kết luận.Nếu không thì
GV hướng dẫn thí nghiệm bằng tranh, rồi sau đó
đặt câu hỏi để HS theo dõi từng bước thí nghiệm
-Khi catôt bị nung đủ nóng thì xảy ra hiện tượng
gì?
-Chuyển động của các e tự do bứt ra khỏi catôt khi
anot được mắc vào cực dương và catôt được mắc
vào cực âm của nguồn e1?
Từ đó cho Hs nắm bản chấy dòng điện trong diôt
chân không
GV có thể gợi ý cho HS trả lời: “nếu tăng suất
điện động của nguồn e2 thì cường độ dòng điển
trong diot chân không có thay đổi không?Tăng hay
giảm?”
Lưu ý HS trường hợp mắc anôt và catôt ngược lại
thì không có dòng điện
HS quan sát và trả lời các câu hỏi của GV để nắm bản chất dòng điện trong diôt chân không
từ đó hs kết luận dòng điện chạy trong diôt chân không chỉ theo 1 chiều từ anôt đến catôt
Hs trả lời C1:-Số chỉ của G bằng 0 Trả lời C2 : - ở nhiệt độ thường không có e bứt ra
từ catôt.Vì năng lượng của e không đủ thắng lực liên kết
2)Hoạt động 2: Tìm hiểu sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế
Trang 8Bài 24: LINH KIỆN BÁN DẪN.
I-Mục tiêu:
-Trình bày được cấu tạo và hoạt động của các linh kiện bán dẫn có lớp chuyển tiếp p-n thường gặp như diôt chỉnh lưu, diôt phát quang, photodiot, tranzito
-Trình bày được cách mắc mạch khuếch đại dùng trazito hai lớp chuyển tiếp p-n và họ đặc tuyến vôn-ampe của tranzito
-Biết vận dụng các hiểu biết về tính chất của bán dẫn và của lớp chuyển tiếp p-n để giải thích các hoạt động của các linh kiện bán dẫn
II-Chuẩn bị:
1)Giáo viên:
-Chuẩn bị một số hình vẽ cấu tạo của diôt, tranzito và mạch điện có mắc các limh kiện đó
-Có một số linh kiện thật hoặc ảnh chụp các linh kiện bán dẫn nhưnhiệt điện trở quang điện trở, diôt chỉnh lưu, điôt phát quang, bộ hiển thị dùng điôt phát quang, tranzito các loại, vi mạch…để cho hs xem và tập nhận biết
-Lắp thí nghiệm minh hoạ tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn
-Dự kiến nội dung ghi bản:
1) Điôt:
a) Điôt chỉnh lưu:
-Ở nữa chu kì đầu, điện thế ở bán dẫn loại p cao hơn điện thế bán dẫn loại n, dòng điện chạy qua theo chiều mũi tên
-Ở nữa chu kì sau, điôt mắc theo chiều ngược dòng điện, dòng điện chạy trong mạch là rất nhỏ, có thể bỏ qua b)Phôtôđiôt:
-Nhờ ánh sáng thích hợp, lớp chuyển tiếp p-n tạo thêm nhiều cặp e-lổ trống khiến dòng điện ngược tăng lên rất nhiều
-Phôtôđiôt biến đổi ánh sáng thành tín hiệu điện, được dùng trong thông tin quang học, tự động hoá
c)Pin mặt trời:
d)diot phát quang:
e)Pin nhiệt điện bán dẫn:
2)Tranzitor:
a)Cấu tạo
b)Hoạt động:
-Nguồn E1 Lmà cho lớp chuyển tiếp E_B phân cực thuận.Nguồn E2 >>E1,làm cho lớp chuyển tiếp B_C phân cực ngược
2)Học sinh:
-Đọc kỹ bài 23, Để hiểu đựoc bản chất dòng điện trong bán dẫn,bán dẫn tinh khiết,bán dẫn loại Pvà loại n và tinnhs chất của lớp chuyển tiếp Bn
III)Tiến trình dạy học
1)Hoạt động 1: Tìm hiểu điôt
GV cho hs hiểu rõ: các điôt nói trong bài đều có cấu tạo
từ 1 lớp chuyển tiếp p-n.Tuỳ mục đích sử dụng mà
người ta chế tạo ra các điôt có cấu tạo và tính chất khác
nhau
Cho hs tìm hiểu mục đích sử dụng của điôt chỉnh lưu -Diôt chỉnh lưu dòng xoay chiều thành dòng 1 chiều thì
cần có dòng ngược càng nhỏ càng tốt -Nếu điôt cần cho dòng thuận lớn đi qua thì phải có kích thước lớn vì diện tích tiếp xúc phải lớn
Trang 9GV trình bày về tác dụng chỉnh lưu của điôt chỉ cần nêu
nguyên tắc chỉnh lưu và minh hoạ bằng mạch chỉnh lưu
nũa chu kì và làm cho hs thấy rõ vai trò của điôt
2)Hoạt động 2: Tìm hiểu tranzito
GV nhấn mạnh khu vực bán dẫn ở cực B có chiều dày
rất nhỏ và nồng độ hạt tải rất thấp.Cần làm rõ tác dụng
khuyếch đại của tranzito qua việc xét dòng điện trong
các khu vực bán dẫn khác nhaucủa tranzito
GV cần làm cho hs thấy rõ vai trò của các nguồn điện
mắc vào mạch và cách mắc các nguồn điện đó
Hỏi: Vì sao tranzito có tác dụng khuếch đại
Hs trả lời C2
3)Củng cố và dặn dò:
a)Củng cố :
-Mô tả nguyên tắc và công dụng của điôt bán dẫn và của tranzito
-Vẽ được sơ đồ mạch chỉnh lưu dòng điện dùng điôt và giải thích được tác dụng chỉnh lưu của mạch b)Dặn dò:
-chuẩn bị ôn tập chương