Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Kiến thức: - Nêu đ ợc tính chất điện của kim loại, trinh bầy đ ợc sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.. Vận dụng thuyết electron tự do trong kim loại để giai thích

CHươngưIII

Dòngưđiệnưtrongưcácưmôiưtrường Bài 17 dòng điện trong kim loại I.ưMụcưtiêu.

1/ Kiến thức:

- Nêu đ ợc tính chất điện của kim loại, trinh bầy đ ợc sự phụ thuộc của

điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.

- Hiểu đ ợc sự có mặt của các electron tự do trong kim loại Vận dụng thuyết electron tự do trong kim loại để giai thích một cách định tính các tính chất dẫn điện của kim loại.

2/ Kĩ nang:

- Giai thích đ ợc tính chất điện của kim loại trên cơ sở thuyết electron tự

do trong kim loại.

3 /T duy: Phát triên t duy trừu t ợng, t duy logic cho học sinh

4./Thái độ: Yêu khoa học bộ môn

 II.ưChuẩnưbị.

1/.ưGiáo viên: - Giáo án điện tử

(phần mềm dòng điện trong kim loại)

- Phiếu trắc nghiệm 1, 2, (củng cố).

2/ Học sinh:

- Ban chất dòng điện trong kim loại

- Cấu trúc mạng tinh thể chất rắn

- Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch

- Công thức liên hệ điện trở R, ,l,S

- đ ờng đặc tr ng Vôn - Am pe của đoạn mạch



Tr êng THPT H÷u Lòng

THCS:Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển

có hướng cña các êlectron tự do

KiÓm tra bµi cò :Em h·y cho biÕt

b¶n chÊt dßng ®iÖn trong kim

lo¹i ?

 Bµi 17

dßng ®iÖn trong kim lo¹i

1 C¸c tÝnh chÊt ®iÖn cña kim lo¹i

2 electron tù do trong kim lo¹i

3 Gi¶i thÝch tÝnh chÊt ®iÖn cña kim lo¹i

I-TíNH CHấT ĐIệN CủA KIM LOạI

 PHIếU HọC TậP 1

Em hãy chọn ph ơng án đúng , ph ơng án sai?

1. Kim loại là chất dẫn điện tốt

2 Sắt dẫn điện tốt của đồng

3 vận tốc trung binh của chuyển động nhiệt của các hạt cõ 10-1 m/s

4 điện trở suất của kim loại tang theo hàm bậc nhất đối với nhiệt độ

5 Nguyên tử mất e trở thành ion (+)

6 C ờng độ dòng điện trong kim loại tuân theo đúng định luật ôm nếu nhiệt độ của dây kim loại không thay đổi

7 định luật ôm cho đoạn mạch U =

8 Dây kim loại đồng chất hinh trụ:

9 Khi có dòng điện chạy qua thi dây dẫn kim loại nóng lên

!0 đ ờng đặc tr ng Vôn –ampe của một đoạn mạch là một đ ơng cong

S

l

R  

R I

Nh vậy:

I-TíNH CHấT ĐIệN CủA KIM LOạI

1 KIM LOạI Là CHấT DẫN ĐIệN TốT ( Độ dẫn suất lớn )

2 ĐIệN TRở SUấT CủA KIM LOạI TĂNG THEO NHIệT Độ

Trong đó: - 0: điện trở suất ở t0

-  : điện trở suất ở t

- : hệ số nhiệt điện trở (K -1 ) ( >0)

3 DòNG ĐIệN TRONG KIM LOạI TUÂN THEO ĐịNH LUậT ÔM

Nêú nhiệt độ kim loại không đổi

4 DòNG ĐIệN CHạY QUA DÂY DẫN KIMLOạI Có TáC DụNG NHIệT

 Theo dõi bảng 17.1 trả lời C2 Kim loại

62 ,

1 

8

10

69 ,

8

10 75 ,

8

10

68 ,

8

10

25 ,

8

10 21 ,

3

10.1,

310.3,

3

10.4,

3

10 5 ,

310.5,4 

3

10 01 ,

đổi thì nên dùng vật liệu nào ?

 TL:theo b¶ng 17.1 thÊy Con stantan cã hÖ sè

α

2 £lectron tù do trong kim lo¹i

Nhắc lại cấu trúc m¹ng tinh thĨ kim loại?

- Tại sao lại gọi là khí elec tron ?

- Các kim loại khác nhau thì mật độ electron có khác nhau không?

Trong kim loại có c¸c e ho¸ trÞ t¸ch khái

Khi ch a đặt trong điện tr ờng các electron tự do trong kim loại chuyển động nh thế

nào?

Tr ờng hợp kim loại đặt

trong điện tr ờng thì

sao?

H íng cña e nh thÕ nµo so víi

h íng cña ®iÖn tr êng?

 Khi khoõng coự ủieọn trửụứng caực electron chuyeồn

ủoọng nhieọt hoón loaùn

 Khi kim loaùi đặt trongự ủieọn trửụứng,caực

electron tửù do ngoaứi chuyeồn ủoọng nhieọt hoón loaùn

coứn chũu taực duùng cuỷa lửùc ủieõn trửụứng neõn dũch chuyeồn coự hửụựng ngửụùc chieàu ủieọn trửụứng.

Vận tốc của chuyển động có h ớng (e) chỉ cỡ 0,2 mm/s

 (Gi¸o viªn ® a phÇn mÒm dßng ®iÖn trong kim lo¹i)

Tại sao kim loại dẫn điện tốt ?Tại sao các kim loại khác nhau độ dẫn điện

cũng khác nhau?

Bản chất dòng điện trong kimloại

Doứng ủieọn trong kim loaùi laứ doứng electron tửù do

chuyeồn ủoọng coự hửụựng d ới tác dụng của điện tr ờng

Nh vậy bản chất dòng điện trong kimloại là gì ?

 b) giải thích tính chất điện của kim loại

Tại sao kim loại có điện trở?(Hay nguyên nhân nào gây cản trở chuyển động của elec tron?)

 Tại sao khi nhiệt độ tăng thì điện trở kim loại tăng?

 Tại sao dây dẫn kim loại nóng lên khi có dòng điện chạy qua?

b.giải thích tính chất điện của kim loại

TL:sự mất trật tự của mạng tinh thể đã cản trở chuyển động

có h ớng của các elec tron tự do khi chúng “va chạm “với

nút mạng.Sự mất trật tự của mạng tinh thể do các nguyên

nhân sau

+Méo mạng tinh thể do biến dạng cơ

+Có nguyên tử lạ trong khối kim loại

+Chuyển động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể

.Tại sao kim loại có điện trở?(nguyên

nhân nào gây cản trở chuyển động của elec

tron?)

Nh vậy :

 K hi nhiệt độ tăng thì các ion ở nút mạng dao động càng mạnh, độ mất trật tự của mạng tinh thể càng cao,càng cản trở chuyển động có h ớng của các e tự do vì vậy khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất kim loại tăng

Kim loại dẫn điện tốt ở nhiệt

độ cao hay thấp? Khi nhiệt độ

tăng thì điện trở suất kim loại

thay đổi nh thế nào?Giải thích?

Khi va chạm thì động năng của e

tự do tăng hay giảm?

Vậy động năng chuyển thành dạng năng l ợng nào?

Nh vậy tại sao dây dẫn kim loại nóng

lên khi có dòng điện chạy qua?

 .

 TL: Do tác dụng của điện tr ờng các electron

chuyển động có gia tốc và thu đ ợc một năng l ơng xác định Năng l ợng của chuyển động có h ớng của các electron tự do đ ợc chuyền một phần (hoặc

hoàn toàn)cho các ion ở nút mạng khi va chạm Vì vậy dây dẫn kim loại nóng lên khi có dòng điện chạy qua

Dây dẫn kim loại nóng lên khi có dòng điện

chạy qua

Khi bật công tắc đèn điện ta thấy ngay lập tức đền sáng phải chăng các elec tron chuyển động với vận tốc rất lớn từ nguồn điện tới

đèn ?

Ta biết vận tốc của chuyển động có h ớng của electron chỉ cỡ 0,2m m/s Nh ng khi bật công tắc bóng đèn dù ở rất xa cũng sáng ngay chỉ có thể do tác dụng của điện

tr ờng Thật vậy tốc độ lan truyền của điện

tr ờng tác dụng vào các electron rất lớn cỡ

300.000km/s

Vận dụng củng cố:

Phiếu học tập 2:

Câu 1:Chọn câu sai:

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 đ ợc giữ không đổi.

C. Hạt tải điện trong kim loại là ion âm

D. Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra t ác

dụng nhiệt.

C©u 2: Nguyªn nh©n g©y ra ®iÖn trë cña kim lo¹i

A. Do sù va ch¹m cña c¸c electron tù do víi c¸c

ion(-) ë nót m¹ng.

B. Do sù va ch¹m cña ion(+) ë c¸c nót m¹ng víi

nhau.

C. Do sù va ch¹m cña c¸c electron víi nhau.

D. Do sù mÊt trËt tù cña m¹ng tinh thÓ

Câu 3: Chọn ph ơng án đúng.Nguyên nhân gây ra hiện

t ợng toả nhiệt trong dây dẫn khi có dòng điện chạy qua là:

A. Do năng l ợng của chuyển động có h ớng của các

electron truyền cho ion(+) khi va chạm

B. Do năng l ợng dao động của ion(+) truyền cho

electron khi va chạm

C. Do năng l ợng của chuyển động có h ớng của các

electron truyền cho ion(-) khi va chạm

D. Do năng l ợng của chuyển động có h ớng của các

electron, ion(-) truyền cho ion(+) khi va chạm

Câu 4: Em hãy chọn ph ơng án đúng: Khi nhiệt độ

của dây dẫn kim loại tăng, điện trở của nó sẽ:

C3:Giải thích tại sao các kim loại khác nhau thì điện trở suất cũng khác nhau ?

trúc mạng tinh thể khác nhau và mật độ e

tự do cũng khác nhau do đó tác dụng ngăn

cản chuyển động có h ớng của mỗi kim loại cũng khác nhau.

 Bµi tËp vÒ nhµ 3 SGK

 ¤n tÝnh chÊt dÉn ®iÖn cña kim lo¹i