Giáo án Vật lý 11 CB - GV: Hoàng Hải Hà - Tiết 25 - Dòng điện trong kim loại

Tiết 25 Ngày soạn: 16/11/2008 CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG BÀI 13: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI A. Mục tiêu 1. Kiến thức Nêu được tính chất điện chung của các kim loại, sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ. Nêu được nội dung chính của thuyết electrôn về tính dẫn điện của kim loại, và công thức tính điện trở suất của kim loại. Nêu được cấp độ lớn của các đại lượng được nói trên trong thuyết này. 2. Kĩ năng Giải thích được một cách định tính các tính chất điện chung của kim loại dựa trên thuyết electrôn về tính dẫn điện của kim loại. 3. Thái độ Độc lập, chủ động trong học tập, nghiên cứu. B. Phương pháp giảng dạy: Hoạt động nhóm, thuyết trình. C. Chuẩn bị giáo cụ 1. Giáo viên: Phim: sự phụ thuộc của điện trở vật dẫn vào nhiệt độ, pin điện hoá. 2. Học sinh: Xem lại nội dung của thuyết electron và đọc trước bài mới. D. Tiến trình bài dạy 1. Ổn định lớp - Kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ không kiểm tra bài cũ. 3. Nội dung bài mới a. Đặt vấn đề Trong các bài trước, ta đã nói đến dòng điện trong kim loại là dòng các electrôn chuyển động có hướng. Nhưng như tất cả các vật liệu khác, kim loại cũng do các nguyên tử liên kết với nhau tạo nên. Nguyên tử lại gồm hạt nhân tích điện dương và các electrôn mang điện âm quay xung quanh. Vậy các electrôn trong kim loại có đặc điểm gì và nó chi phối tính chất của dòng điện trong kim loại ra sao? Đó chính là nội dung của bài học này. b. Triển khai bài dạy HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Tìm hiểu bản chất của dòng điện trong kim loại GV: Dòng điện là gì? HS: Là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. GV: Vậy trong kim loại bản chất của dòng điện như thế nào? HS: Đọc sgk để trả lời. GV: Gợi ý: - Các hạt tải điện trong kim loại là những hạt nào? - Khí e tự do trong kim loại là gì? - Bản chất của dòng điện trong kim loại là gì? - Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là gì? HS: Trả lời. GV: Giải thích lại cho hs bằng hình vẽ. I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 1. Các ion dương trong kim loại liên kết với nhau một cách trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại. Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt càng mạnh, mạng tinh thể càng mất trật tự. 2. Điện tích tự do trong kim loại là các e- tự do. Chúng chuyển động hỗn loạn tạo thành khí electron tự do, choán toàn bộ thể tích khối kim loại và không sinh ra dòng điện. 3. Điện trường do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí e- trôi ngược chiều điện trường, tạo dòng điện. 4. Nguyên nhân gây ra điện trở: sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của e- tự do. Hạt tải điện trong kim loại là e tự do, mật độ chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt. Vậy: Bản chất của dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường. Hoạt động 2: Nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ GV: Điện trở của kim loại phu thuộc như tế nào vào nhiệt độ. Vì sao? HS: Nhiệt độ tăng thì điện trở tăng. GV: Chiếu đoạn phim cho hs xem. Từ đó rút ra kết luận. GV: Yêu cầu hs xem bảng 13.1. HS: Làm theo yêu cầu. HS: Hoàn thành câu C1. II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ : điện trở suất ở t00C (t00C = 200C). : hệ số nhiệt điện trở, đơn vị: K-1. * Lưu ý: của mỗi kim loại không những phụ thuộc vào nhiệt độ mà vào cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó. Hoạt động 3: Điện trở kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn GV: Nếu hạ nhiệt độ của kim loại xuống thì điện trở của kim loại sẽ như thế nào? HS: Trả lời. GV: Giải thích thêm về nhiệt độ tới hạn và hiện tượng siêu dẫn. Ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn trong thực tế. HS: Nghe và ghi nhớ. HS: Hoàn thành câu C2. III. ĐIỆN TRỞ CỦA KL Ở NHIỆT ĐỘ THẤP, HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN Khi nhiệt độ của kim loại thấp hơn nhiệt độ tới hạn TC thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0, nhiều tính chất như từ tính, nhiệt dung cũng thay đổi đột ngột ở nhiệt độ này. Vật liệu chuyển sang trạng thái siêu dẫn. * Ứng dụng: dùng các cuộn dây siêu dẫn tạo ra từ trường mạnh mà các nam châm thường không tạo ra được. Trong tương lai, dùng cuộn dây siêu dẫn để tải điện. Hoạt động 4: Hiện tượng nhiệt điện GV: Chiếu một đoạn phim về pin nhiệt điện, yêu cầu hs theo dõi và nhận xét, trả lời các câu hỏi: - Nhận xét về nhiệt độ của hai mối hàn. - Dấu của hiệu điện thế ở đầu nóng và đầu lạnh. HS: Quan sát và trả lời. GV: Giải thích về hiện tượng nhiệt điện và cặp nhiệt điện. Ứng dụng của cặp nhiệt điện trong thực tế. HS: Nghe và ghi nhớ. GV: Công thức tính suất điện động nhiệt điện. HS: E = αT(T1 – T2). IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN - Giữ một sợi dây kim loại với một đầu nóng và một đầu lạnh: đầu nóng tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm. - Hai dây kim loại khác nhau và hàn hai đầu lại với nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ thấp, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, trong mạch có một suất điện động E. - E gọi là suất điện động nhiệt điện, bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào nhau gọi là cặp nhiệt điện. E = αT(T1 – T2) Với: αT: hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vào bản chất của hai vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện, đơn vị: V/K. T1 – T2: hiệu nhiệt độ đầu nóng và đầu lạnh. * Ứng dụng cặp nhiệt điện: dùng để đo nhiệt độ trong các lò nung 4. Củng cố - Bản chất cảu dòng điện trong kim loại là gì? - Làm các câu TNKQ ở sgk. 5. Dặn dò - Học bài cũ và trả lời các câu hỏi ở sgk. -Chuẩn bị bài mới: + Xem lại thuyết điện li ở hóa học lớp 10. + Bản chất của dòng điện trong chất điện phân là gì? + Khi nào thì xãy ra hiện tượng cực dương tan.