Giáo án Vật lý lớp 11
CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
TIẾT 27
BÀI 17: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Nắm được các tính chất chung của kim loại. Bản chất của dòng điện trong kim loại
thônng qua nội dung thuyết êlectrôn về tính dẫn điện của kim loại.
- Hiểu được sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ và các hiện tượng
điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ.
Kĩ năng:
- Vận dụng công thức vào việc xác định được điện trở trong của nguồn ở các bài toán
cụ thể.
- Giải thích được một số hiện tượng điện của môi trường kim loại.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Đồ dùng cho thí nghiệm hình 12.4 SGK
- Mô hình tinh thể của kim loại.
Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về mạng tinh thể và dòng điện trong kim loại.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 2 (5 phút): Cấu trúc tinh thể của kim loại
- Sử dụng mô hình tinh thể kim loại đã chuẩn bị sẵn để
giới thiệu cho học sinh (hoặc hình vẽ).
- Giáo viên dẫn dắt cho học sinh trên cơ sở mô hình để
dẫn đến tính chất điện của kim loại.
+ Tại sao kim loại lại dẫn điện tốt?
+ Tại sao dòng điện trong kim loại tuân theo định luật
Ôm?
+ Dòng điện khi chạy qua kim loại gây ra tác dụng gì?
- Điện trở suất của kim loại có tính chất gì?
- Giới thiệu bảng 17.1 và 17.2 SGK.
- Nghe giảng và tìm hiểu để trả lời câu
hỏi. Kết hợp với các kiến thức đã học để
giải quyết các vẫn đề.
- Trả lời các câu hỏi của giáo viên:
+ Điện trở suất của kim loại rất nhỏ.
+ Trong kim loại khi nhiệt độ không đỏi
thì độ mất trật tự ổn định tốt.
+ Dòng điện gây ra tác dụng nhiệt khi
chạy qua tinh thể kim loại.
+ Khi nhiệt độ tăng, dao động của các
ion nút mạng tăng lên tác dụng cản trở
dòng điện cũng tăng lên nghĩa là điện
trở suất của kim loại tăng.
Hoạt động 2 (10 phút): Electron trong kim loại
- Nhắc lại kiến thức đã học ở lớp 10 về trạng thái kim loại
và đặt các câu hỏi để học sinh trả lời:
+ Kim loại tồn tại ở thể nào?
+ Đặc điểm của nguyên tử kim loại?
- Trả lời:
+ Tồn tại ở thể rắn.
+ Các nguyên tử bị mất điện tử hóa trị
để trở thành ion. Các ion sắp xếp trật tự
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
+ Các ion kim loại sắp xếp như thế nào và tạo ra cấu trúc
gì?
+ Chuyển động của các ion hóa trị trong tinh thể như thế
nào?
+ Kim loại khác nhau có mật độ electron khác nhau, tại
sao?
+ Trong một kim loại thì mật độ này không đổi, không
phụ thuộc vào nhiệt độ. Tại sao?
+ Khi không có điện trường ngoài thì chuyển động hỗn
loạn của các electron có gây ra dòng điện trong kim loại
không? Tại sao?
trong không gian tạo thành mạng tinh
thể.
+ Các điện tử hóa trị thì tách khỏi
nguyên tử để trở thành tự do và chuyển
động hỗn loạn.
+ Có số electron khác nhau.
+ Các electron luôn có xu hướng phân
bố đều trong vật.
+ Khi không có điện trường ngoài, ác
chuyển động này không tạo ra dòng
điện.
+ Trả lời câu hỏi C
1
: Trong các kim loại
có các hạt mang điện là ion dương. Các
electron chuyển động có phương chuyển
động nào thì số electron chuyển động
theo chiều này sẽ bằng theo chiều ngược
lại và vì vậy qua một tiết diện ngang nào
đó thì xem như bằng 0.
Hoạt động 1 (10 phút): Bản chất dòng điện trong kim loại
- Cho học sinh cả lớp đọc sách để nêu được ý chính trong
lí thuyết. Chú ý nắm các khái niệm: Độ mất trật tự , vận
tốc chuyển động nhiệt hỗn loạn, quãng đường tự do trung
bình, thời gian bay tự do trung bình
- Hướng dẫn học sinh phân tích để rút ra kết luận về bản
chất dòng điện trong kim loại.
- Gv đưa ra tình huống:
+ Khi đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế thì sẽ có
hiện tượng gì?
+ Nêu bản chất dòng điện trong kim loại?
+ Tại sao khi đóng mạch điện thì ngọn dèn dù xa cũng lập
tức phát sáng.
- Gv kiểm tra kết luận.
- Đọc sách giáo khoa và thảo luận các
vấn đề gv nêu ra:
+ Sự hình thành và sắp xếp các ion
dương trong kim loại.
+ các êlectrôn hóa trị trở thành các
êlectrôn tự do chuyển động hỗn loạn
không gây ra dòng điện.
+ khi có điện trường ngoài làm cho các
êlectrôn chuyển động ngược chiều với
kim loại tạo ra dòng điện trong kim loại.
+ Sự mất trật tự của các ion dương dao
động cản trở chuyển động của các
êlectrôn
dựa vào kiến thức đã học để trả lời các
câu hỏi của gv.
+ Phân tích và rút ra kết luận về bản
chất dòng điện trong kim loại.
+ Dòng của êlectrôn chuyển động dưới
tác dụng của điện trường.
+ Vận tốc chuyển động có hướng nhỏ
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
nhưng vận tốc lan truyền điện trường rất
lớn do đó khi đóng mạch điện thì ngọn
dèn dù xa cũng lập tức phát sáng.
+ Trả lời vào phiếu học tập theo nội
dung yêu cầu.
+ Trình bày trước lớp khi gv yêu cầu.
Hoạt động 2 (15 phút): Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ
- Gv hướng dẫn hs áp dụng thuyết để giải thích các tính
chất điện của kim loại.
+ Vì sao điện trở của kim loại tăng theo nhiệt độ?
+ Gv trình bày các biểu thức của sự phụ thuộc của điện
trở vào nhiệt độ
+ Ý nghĩa của hệ số điện trở
- Hs trả lời các câu hỏi của gv thông qua
gợi ý:
+ Do va chạm giữa các ion với các
êlectrôn hay nói cách khác các ion của
nút mạng là nguyên nhân gây ra điện trở
trong kim loại.
+ Do độ linh động giảm khi nhiệt độ
tăng, khi nhiệt độ tăng thì dao động của
các ion nút mạng tăng hay nói cách khác
biên độ dao động tăng và vì vậy số va
chạm nhiều hơn và điện trở tăng.
Hoạt động 3 (3 phút): Vận dụng củng cố
- Nhắc lại các kiến thức và công thức chính trong bài - Nhớ lại các kiến thức đã học.
Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
+ Xem lại các phương án tiến hành thí nghiệm.
+ Xem lại các công thức trong bài.
- Yêu cầu:
+ Đọc trước bài về dòng điện trong chất điện phân.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 28
BÀI 18: HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN. HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Hiểu được chất điện phân và các hạt tải điện trong chất đó. Nội dung thuyết điện li.
- Nắm được bản chất dòng điện trong chất điện phân.
- Tìm được công thức của dịnh luật Fa-ra- đây. Phát biểu nội dung định luật.
Kĩ năng:
- Vận dụng công thức vào việc xác định được điện trở trong của nguồn ở các bài toán
cụ thể.
- Giải thích được một số hiện tượng điện của môi trường kim loại.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Đồ dùng cho thí nghiệm hình 12.4 SGK
- Mô hình tinh thể của kim loại
Học sinh:
- Ôn tập lại định luật Ôm đối với các loại mạch điện và đối với toàn mạch.
- Ôn tập nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của pin.
- Mỗi nhóm chuẩn bị hai cục pin 1,5V, giấy có kẻ sẵn ô milimet.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ:
- Nêu các đặc điểm của dòng điện trong kim loại?
3. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 3 (20 phút): Hiện tượng nhiệt điện
- Giới thiệu thí nghiệm 13.4
+ Tăng nhiệt độ đầu A lên theo dõi dòng điện trong mạch.
+ Rút ra nhận xét.
- Kết luận.
- Lí luận để đưa ra biểu thức suất nhiệt điện động như
SGK
+Khả năng ứng dụng của cặp nhiệt điện.
+ ưu điểm của cặp nhiệt điện.
+ Hướng dẫn phân tích các ứng dụng
- Quan sát thí nghiệm.
+ Đo độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai
mối hàn tạo ra dòng điện trong mạch.
+ Nhiệt độ đầu A tăng, dòng điện trong
mạch tăng.
+ Dòng êlectrôn khuếch tán từ đầu nóng
sang đầu lạnh
+ Nêu kết luận.
+ Nêu biểu thức suất điện động nhiệt
điện.
+ Nêu ứq2ng dụng hiện tượng nhiệt
điện.
Hoạt động 2 (5 phút): Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ
- Gv hướng dẫn hs áp dụng thuyết để giải thích các tính
chất điện của kim loại.
+ vì sao điện trở của kim loại tăng theo nhiệt độ?
- Hs trả lời các câu hỏi của gv thông qua
gợi ý:
+ Do va chạm giữa các ion với các
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
+ Gv trình bày các biểu thức của sự phụ thuộc của điện
trở vào nhiệt độ
+ Ý nghĩa của hệ số điện trở
êlectrôn hay nói cách khác các ion của
nút mạng là nguyên nhân gây ra điện trở
trong kim loại.
+ Do độ linh động giảm khi nhiệt độ
tăng, khi nhiệt độ tăng thì dao động của
các ion nút mạng tăng hay nói cách khác
biên độ dao động tăng và vì vậy số va
chạm nhiều hơn và điện trở tăng.
Hoạt động 3 (10 phút): Điện trở kim loại ở nhiệt độ thấp, hiện tượng siêu dẫn
- Gv trình bày hiện tượng bằng bản minh họa chuẩn bị ở
nhà( bảng 12.2)
+ Gợi ý cho hs nêu nhận xét về điện trở của thủy ngân ở
các nhiệt độ gần 4K tù tổng quát hóa lên thành hiện tượng.
+ Cần nhấn mạnh sự phụ thuộc cảu tính dẫn điện của kim
loại vào nhiệt độ → tính chất siêu dẫn của kim loại.
- Gv trao đổi có tính chất thông báo về ứng dụng của hiện
tượng siêu dẫn và ứng dụng của nó.
- Lĩnh hội kiến thức từ Gv
- Lưu ý mốc nhiệt độ để xác định siêu
dẫn
- nhận xét thông qua hình vẽ.
- Đọc SGK và rút ra kết luận
- nêu các ứng dụng
- Trả lời câu C2
Hoạt động 3 (3 phút): Vận dụng củng cố
- Nhắc lại các kiến thức và công thức chính trong bài - Nhớ lại các kiến thức đã học.
Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
+ Xem lại các phương án tiến hành thí nghiệm.
+ Xem lại các công thức trong bài.
- Yêu cầu:
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 29
BÀI 19: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN (TIẾT 1)
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Hiểu được chất điện phân và các hạt tải điện trong chất đó. Nôị dung thuyết điện li.
- Nắm được bản chất dòng điện trong chất điện phân.
- Giới thiệu cho học sinh môi trường chất điện phân.
Kĩ năng:
- Giải thích được các kết quả thí nghiệm dựa vào thuyết điện tử. Nêu được hiện tượng
dương cực tan và giải thích nó.
- Học sinh nêu được tính chất điện của chất điện phân. Giải thích được sự hình thành
hiệu điện thế điện hóa
- Ứng dụng của hiện tượng điện phân.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Chuẩn bị thí nghiệm 14.1
- Mô hình Mạ, đúc điện.
Học sinh:
- Xem lại các kiến thức về dòng điện.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ:
- Mô tả thí nghiệm hiện tượng nhiệt điện, công thức suất điện động nhiệt điện?
- Nêu đặc điểm hiện tượng siêu dẫn?
2. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu hiện tượng điện phân
- Yêu cầu học sinh nêu các khái niệm: Hiện
tượng điện phân, chất điện phân, bính điện phân
- Đặt vân đề về sự cần thiết tìm bản chất dòng
điện trong chất điện phân và tính dẫn điện của
môi trường này.
- Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm
- Tiến hành thí nghiêm
- Nêu kết luận từ thí nghiệm.
- Giải thích vì sao cường độ dòng điện tăng.
- Yêu cầu học sinh nêu nội dung thuyết điện li
- Hướng dẫn hs giải thích thí nghiệm.
+ Sự phân li của dung dịch điện phân
+ Các hạt tải điện tạo ra trong chất điện phân.
+ Nguyên nhân của sự điện li
- Nêu hiện tượng điện phân.
- Nêu khái niện về chất điện phân.Cho ví dụ về
chất điện phân
- Quan sát thí nghiệm → nêu lên nhận xét và kết
luận từ đó nêu lên kết quả:
+ Các loại chất điện phân
+ Khi nào có dòng điện chạy qua
+ Các biến đổi háo học xảy ra ở điện cực
+ Dòng điện tăng chứng tỏ số hạt tải tự do tăng.
- Quá trình tách thành các ion riêng biệt từ các
liên kết lưỡng cực điện.
+ Các ion dương và các ion âm là sản phẩm của
sự phân li.
+ Nguyên nhân chính của sự phân li là do hằng
số điện môi của dung dịch lớn hơn trong không
khí, điều đó làm giảm lực liên kết tĩnh điện giữa
các ion trong lưỡng cực.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu bản chất của dòng điện trong chất điện phân
- Tổ chức cho hs quang sát hình vẽ 14.3 phân
tích quá trình xảy ra
- Thảo luận theo nhóm tù hình 14.3 và phân tích
trả lời theo thứ tụ SGK đã hướng dẫn.
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
+ Chuyển động của các ion sau phân li
+ Khi chưa có điện trường ngoài.
+ Khi có điện trường ngoài
- Kết luận về dòng điện trong chất điện phân
- So sánh mật độ ion trong chất điện phân với
mật độ êlectrôn trong kim loại
- Hướng dẫn hs trả lời câu C1
+ khi chưa có điện trường ngoài.
+ khi có điện trường ngoài
- Kết luận về dòng điện trong chất điện phân
- So sánh mật độ ion trong chất điện phân với
mật độ êlectrôn trong kim loại
- Trả lời câu C1
Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu về thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
- Giáo viên giới thiệu dụng cụ, sơ đồ, cách tiến
hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm ở hình 9.1
SGK.
- Kết quả thí nghiệm: Yêu cầu học sinh nêu nội
dung thiết điện li ở hóa học. Hướng dẫn học
sinh vận dụng để giải thích các kết quả thí
nghiệm.
- Kết luận: Kết luận về các quá trình điện phân
quan sát được và các gợi ý của giáo viên.
- Học sinh quan sát thí nghiệm để nêu được kết
quả thí nghiệm về:
+ Các loại chất điện phân: nướt cất, muối, axit,
ba-zơ.
+ Khi nào có dòng điện chạy qua.
+ Các biến đổi hóa học xảy ra ở điện cực.
- Suy nghĩ, tìm hiểu và kết quả với kiến thức đã
học để trả lời câu hỏi.
+ Các chất được coi là dung dịch điện phân.
+ Bản chất của các hạt tải điện trong chất điện
phân.
+ Hiện tượng dương cực tan và các duy trì nó.
Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu về bản chất cúa dòng điện trong chất điện phân
- Tổ chức cho hs quang sát hình vẽ 14.3 phân
tích quá trình xảy ra.
+ Chuyển động của các ion sau phân li.
+ Khi chưa có điện trường ngoài.
+ Khi có điện trường ngoài.
- Kết luận về dòng điện trong chất điện phân.
- So sánh mật độ ion trong chất điện phân với
mật độ êlectrôn trong kim loại.
- Hướng dẫn hs trả lời câu C1.
- Học sinh quan sát thí nghiệm để nêu được kết
quả thí nghiệm về:
+ Các loại chất điện phân: nướt cất, muối, axit,
ba-zơ.
+ Khi nào có dòng điện chạy qua.
+ Các biến đổi hóa học xảy ra ở điện cực.
- Suy nghĩ, tìm hiểu và kết quả với kiến thức đã
học để trả lời câu hỏi.
+ Các chất được coi là dung dịch điện phân.
+ Bản chất của các hạt tải điện trong chất điện
phân.
+ Hiện tượng dương cực tan và các duy trì nó.
Hoạt động 4 (3 phút): Vận dụng củng cố
- Củng cố bài học: - Trả lời các câu hỏi.
Hoạt động 5 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 30
BÀI 19: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN (TIẾT 2)
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Từ thí nghiệm, giải thích được các kết quả của thí nghiệm dựa vào thuyết điện tử.
Nêu được hiện tượng dương cực tan và giải thích nó.
- Tìm được công thức của dịnh luật Fa-ra- đây. Phát biểu nội dung định luật.
- Học sinh biết được các ứng dụng của nó trong kỹ thuật.
Kĩ năng:
- Giải thích được các kết quả thí nghiệm dựa vào thuyết điện tử. Nêu được hiện tượng
dương cực tan và giải thích nó.
- Học sinh nêu được tính chất điện của chất điện phân. Giải thích được sự hình thành
hiệu điện thế điện hóa
- Ứng dụng của hiện tượng điện phân.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Chuẩn bị thí nghiệm 14.1
- Mô hình Mạ, đúc điện.
Học sinh:
- Xem lại các kiến thức về dòng điện.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ (5 phút):
- Nêu đặc điểm quá trình phân ly tạo ion âm và ion dương khi hòa tan hoặc làm nóng
chảy chất điện phân?
- Đặc điểm của dòng điện trong kim loại?
3. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1 (5 phút): Tìm hiểu phản ứng phụ trong chất điện phân, hiện tượng dương cực tan
- Yêu cầu học sinh nêu các khái niệm: Hiện
tượng điện phân, chất điện phân, bính điện phân
- Đặt vân đề về sự cần thiết tìm bản chất dòng
điện trong chất điện phân và tính dẫn điện của
môi trường này.
- Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm
- Tiến hành thí nghiêm
- Nêu kết luận từ thí nghiệm.
- Giải thích vì sao cường độ dòng điện tăng.
- Yêu cầu học sinh nêu nội dung thuyết điện li
- Hướng dẫn hs giải thích thí nghiệm.
+ Sự phân li của dung dịch điện phân
+ Các hạt tải điện tạo ra trong chất điện phân.
+ Nguyên nhân của sự điện li
- Nêu hiện tượng điện phân.
- Nêu khái niện về chất điện phân.Cho ví dụ về
chất điện phân
- Quan sát thí nghiệm → nêu lên nhận xét và kết
luận từ đó nêu lên kết quả:
+ Các loại chất điện phân
+ Khi nào có dòng điện chạy qua
+ Các biến đổi háo học xảy ra ở điện cực
+ Dòng điện tăng chứng tỏ số hạt tải tự do tăng.
- Quá trình tách thành các ion riêng biệt từ các
liên kết lưỡng cực điện.
+ Các ion dương và các ion âm là sản phẩm của
sự phân li.
+ Nguyên nhân chính của sự phân li là do hằng
số điện môi của dung dịch lớn hơn trong không
khí, điều đó làm giảm lực liên kết tĩnh điện giữa
các ion trong lưỡng cực.
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu hiện tượng dương cực tan
- Nêu câu hỏi gợi ý:
+ Nếu làm thí nghiệm với dung dịch CuSO
4
có
anot bằng Cu sẽ thu được gì ở điện cực âm, điện
cực dương sẽ biến đổi như thế nào?
+ Khi các ion di chuyển về điện cực chúng trao
đổi điện tích với điện cực để trở thành phân tử
trung hòa như thế nào?
- Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán, yêu
cầu học sinh quan sát và rút ra kết luận.
- Khi anion (SO
4
)
2-
chạy về anot, nó kéo ion Cu
2+
vào dung dịch. Như vậy đồng ở anot sẽ tan dần
vào trong dung dich. Đó gọi là hiện tượng dương
cực tan.
- Yêu cầu học sinh đọc sách giáo khoa để tìm
hiểu thêm về các hiện tượng diễn ra ở điện cực,
và hiện tượng dương cực tan.
? Hiện tượng gì xảy ra khi ta dùng bình điện
phân có hai cực bằng graphit và dung dịch điện
phân là H
2
SO
4
?
- Gợi ý: Phân tử H
2
SO
4
bị phân li như thế nào?
Mô tả sự chuyển động của các ion trong dung
dịch điện phân khi có điện trường trong bình
điện phân? Hiện tượng dương cực tan có xảy ra
không?
- Trong trường hợp này, không có hiện tượng
dương cực tan xảy ra, chỉ có nước bị phân tích
thành hidro bay ra ở catot, còn oxi bay ra ở anot.
- Học sinh thảo luận và trả lời:
+ Nếu hạt tải điện trong chất điện phân là ion
dương và ion âm thì khi tiến hành thí nghiệm với
dung dịch CuSO
4
có anot làm bằng Cu thì ở các
điện cực sẽ có biến đổi.
+ Ở cực dương anot: Cu
2+
+ (SO
4
)
2-
→ CuSO
4
và
CuSO
4
tan vào trong dung dịch và tiếp tục phân
li làm cho dương cực mòn đi.
+ Ở cực âm catot: Cu
2+
+ 2e → Cu. Cu nguyên
tử bám vào bề mặt của catot.
+ Kết quả là cực dương bị mòn đi, cực âm có
đồng bám vào.
- Chú ý quan sát.
- Kết quả: Cực dương bị mòn đi, cực âm có một
lớp đồng bám vào.
- TL: Phân tử H
2
SO
4
bị phân li thành H
+
và
(SO
4
)
2-
, khi có điện trường trong bình điện phân,
ion H
+
bị đẩy về catot và (SO
4
)
2-
bị đẩy về anot.
Vì graphit dẫn điện nhưng không tạo thành ion
nên không có hiện tượng dương cực tan xảy ra.
Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu định luật Faraday
- Nhắc lại thí nghiệm điện phân với dung dịch
CuSO
4
với anot bằng Cu.
? Khối lượng của chất giải phóng ra ở điện cực
có mối liên hệ định lượng như thế nào với điện
lượng chuyển qua bình điện phân?
- Gợi ý: Tại sao có khối lượng chất giải phóng ở
cực âm? Khối lượng này có tỉ lệ với số ion N
dịch chuyển về điện cực không? Điện lượng dịch
chuyển qua bình điện phân có quan hệ như thế
nào với số ion N?
- Faraday đã đưa ra định luật Faraday I: Khối
lượng chất giải phóng ra ở điện cực tỉ lệ với
điện lượng chạy qua bình đó.
m = kq
với k là đương lượng điện hóa của
chất giải phóng ra ở điện cực.
? Đương lượng điện hóa của một nguyên tố có
- Thảo luận theo nhóm:
+ Khối lượng m chất giải phóng ra ở điện cực tỉ
lệ với số ion N về điện cực: m ~ N.
+ Điện lượng chuyển qua bình điện phân tỉ lệ với
số ion đi về điện cực q ~ N. Vậy m ~ q = It.
- TL:
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
mối liên hệ định lượng như thế nào với bản chất
hóa học (nguyên tử lượng, hóa trị) của nguyên tố
đó?
- Gợi ý:
+ Khối lượng chất thoát ra ở điện cực có mối
liên hệ như thế nào với nguyên tử lượng của
nguyên tố?
+ Điện lượng chuyển qua bình điện phân có mối
liên hệ như thế nào với hóa trị nguyên tố?
- Vậy đương lượng điện hóa k tỉ lệ thuận với
nguyên tử lượng A và tỉ lệ nghịch với hóa trị n
của nguyên tố.
- Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C3.
? Hãy viết công thức Faraday về điện phân:
+ Dòng điện là dòng ion nên ta có m = m
0
N, mặt
khác ta có m
0
= A/N
A
với N
A
là số Avogadro, m
0
là khối lượng của mỗi ion.
Suy ra m = AN/N
A
và q = It.
Mặt khác có q = neN với n là hóa trị nguyên tố, e
là điện tích nguyên tố. Suy ra N = It/ne.
Từ đó suy ra: m = m
0
N = Ait/N
A
en
Theo định luật I ta có:
k = A/Fn = cA/n
với F = N
A
e ≈ 96500C/mol không đổi
với mọi nguyên tố
- Số nguyên tử trong 1 mol kim loại bằng số
Faraday chia cho điện tích nguyên tố.
N = 96494/1,602.10
-19
= 6,023.10
23
mol
-1
m = Aq/Fn = AIt/Fn
Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu các ứng dụng của hiện tượng điện phân
? Muốn mạ đồng (phủ một lớp đồng lên bề mặt)
cho một vật làm bằng thép ta phải làm như thế
nào?
? Muốn mạ bạc cho vật đó, ta phải làm như thế
nào?
- Vậy mạ một chất nào đó lên bề mặt một vật thì
điện phân dung dịch muối của chất đó có cực
dương được làm bằng chất đó và cực âm là vật
cần mạ.
- Dùng vật cần mạ đồng làm cực âm cho thí
nghiệm hiện tượng cực dương tan ở trên, sau một
thời gian cho dòng điện chạy qua, vật cần mạ sẽ
được phủ một lớp đồng lên trên bề mặt.
- Ta phải làm cực dương bằng bạc và dung dịch
điện phân bằng dung dịch muối của kim loại bạc.
Hoạt động 4 (3 phút): Vận dụng củng cố
- Củng cố bài học:
+ Nhắc lại nôi dung hai định luật Faraday và
vai trò của hai định luật đó.
- Trả lời các câu hỏi.
Hoạt động 5 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
+ Ôn lại kiến thức về dòng điện trong kim loại
và dòng điện trong chất điện phân.
+ Làm bài tập 2, 3 trong sách giáo khoa.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 31
BÀI 20: BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI VÀ CHẤT ĐIỆN PHÂN
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Ôn lại các kiến thức về dòng điện trong kim loại, dòng điện trong chất điện phân và
định luật Faraday.
Kĩ năng:
- Rèn luyện kỹ năng vận dụng các tính chất của môi trường kim loại và chất điện phân
để giải các bài tập về dòng điện trong các môi trường này. Từ việc giải bài tập để củng
cố kiếm thức lý thuyết đã học.
- Vận dụng được kiến thức để giải thích các ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân
và giải được các bài tập có vận dụng định luật Faraday.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Chuẩn bị một số phương pháp giải và bài tập có liên quan.
Học sinh:
- Xem lại các kiến thức về dòng điện.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ (5 phút):
- Nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân?
- Nội dung và công thức định luật I và II của Faraday?
3. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1 (5 phút): Bài tập trắc nghiệm
- Yêu cầu học sinh giải một số bài tập trắc
nghiệm trong sách giáo khoa và sách bài tập.
- Thảo luận theo nhóm, đề ra một số vấn đề có
thể đó là vấn đề chưa hiểu; chọn đáp án đúng sau
khi thống nhất cách trả lời
Hoạt động 2 (10 phút): Bài tập định tính
- Giáo viên hướng dẫn cho học sinh thảo luận
theo nhóm để trả lời các bài tập định tính: Một
mạch điện có chứa bình điện phân. Hãy nói rõ
hạt tải điện nào mang dòng điện trên các phần
khác nhau của mạch điện.
+ Dây dẫn và điện cực kim loại.
+ Ở sát bề mặt hai điện cực.
+ Ở trong lòng chất điện phân.
- Một mạch điện gồm: một nguồn điện không
đổi, một bình điện phân. Hỏi bình điện phân phải
có đặc điểm gì thì dòng điện không đổi theo thời
gian. Các trường hợp khác?
- Lưu ý: Diện tích điện cực và nhiệt độ không
thay đổi.
- Thảo luận theo nhóm trả lời:
+ Trong kim loại các hạt tải điện là các electron
tự do.
+ Trên dây dẫn và điện cực kim loại, hạt tải điện
là electron.
+ Sát bề mặt anot: hạt tải điện là ion âm. Sát bề
mặt catot: hạt tải điện là ion dương.
+ Trong lòng chất điện phân là hai loại ion: ion
âm và ion dương.
- Bình điện phân chứa dung dịch của muối kim
loại nào thì điện cực phải làm bằng kim loại ấy.
Trong trường hợp khác, khi điện phân dung dịch
chất điện phân thay đổi → điện trở suất của nó
thay đổi.
Hoạt động 3 (20 phút): Bài tập định lượng
Dương Thế Hiển
Ngày soạn: … / … / 2007
Lớp dạy: ……
Giáo án Vật lý lớp 11
- Hướng dẫn học sinh làm bài tập 1, 2 sách giáo
khoa.
- Gọi một học sinh khá lên bảng và giải bài tập 1
trong SGK.
- Gợi ý: Sử dụng các công thức của Faraday.
- Lưu ý: Cần phải sử dụng phương pháp nào để
có thể xác định được thể tích khí.
- Gọi học sinh lên nhận xét bài làm của bạn và
bổ xung.
- Giáo viên chữa bài số 2.
• Cường độ dòng điện qua bình điện phân:
I = U/R = 5A
Theo hệ thức Faraday:
m = AIt/Fn = 108.5.7200/96500 ≈ 40,3g
- Học sinh xác định.
- Điện trở day tóc bóng đèn tại các nhiệt độ t
1
và
t
2
.
- Xác định sự thay đổi của điện trở của dây tóc
bóng đèn.
- Xác định nhiệt độ t
2
.
• Bài giải:
Điện trở R
1
và R
2
của dây tóc bóng đèn ở nhiệt
độ t
1
= 25
0
C và ở nhiệt độ t
2
khi đèn sáng bình
thường, tương ứng là:
R
1
= U
1
/I
1
= 2,5Ω và R
2
= U
2
/R
2
= 30Ω
Sự thay đổi điện trở của dây tóc bóng đèn theo
nhiệt độ được tính theo công thức:
R
2
= R
1
[1 + α(t
2
– t
1
)]
Từ đó suy ra nhiệt độ t
2
của dây tóc bóng đèn khi
đèn sáng bình thường:
t
2
= (R
2
/R
1
– 1)/α + t
1
Thay số: t
2
= 2644
0
C.
- Nhận xét về phương pháp.
- Nhận xét về nội dung.
- Quan sát và chuẩn bị trả lời các câu hỏi của giáo
viên khi được hỏi.
- Ghi chép vào vở.
Hoạt động 4 (3 phút): Vận dụng củng cố
- Củng cố bài học:
+ Bản chất dòng điện trong kim loại?
+ Hiện tượng điện phân? Chất điện phân?
Thuyết điện li?
+ Hai định luật Faraday? Công thức Faraday?
Đơn vị và ý nghĩa các đại lượng?
- Trả lời các câu hỏi.
Hoạt động 5 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 32
BÀI 21: DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Hiểu được bản chất và tính chất dòng điện trong chân không. Hiểu được đường đặc
tuyến vôn – ampe của dòng điện trong chân không.
- Trình bày được cấu tạo và tính chất cơ bản của Điot chân không.
- Bản chất của chùm tia catot.
- Trình bày được bản chất và tính chất của tia âm cực.
Kĩ năng:
- Phân tích dữ liệu, đồ thị.
- Vận dụng tính chất tia âm cực để giải thích tóm tắt hoạt động của ống phóng tia điện
tử và đèn hình.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Các hình vẽ trong SGK.
Học sinh:
- Ôn tập khái niệm chân không
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ (5 phút):
- Nêu hiện tượng dương cực tan?
- Phát biểu và viết các công thức định luật Faraday I và II?
3. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát
? Môi trường như thế nào được coi là chân
không? Thử đoán xem trong môi trường chân
không có dẫn điện không, tại sao?
- Vì không có hạt tải điện nên môi trường chân
không không dẫn điện, vậy muốn môi trường
này dẫn điện ta phải làm thế nào? Tại sao cần
phải có dòng điện trong chân không?
- Môi trường chân không là một môi trường
không có hạt vật chất, dó nó không chứa hạt tải
điện nên không dẫn điện.
- Quãng đường tự do của các phần tử dài hơn độ
rộng của bình.
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu dòng điện trong chân không
- Muốn tạo ra dòng điện chạy giữa hai điện cực
trong chân không, ta phải đưa hạt tải điện là các
electron vào trong đó. Dòng điện trong chân
không là dòng chuyển dời có hướng của các
electron được đưa vào khoảng chân không đó.
- Giới thiệu về cấu tạo điot chân không và hiện
tượng phát xạ.
+ Nguồn phát xạ.
+ Điều kiện phát xạ.
- Kim loại bị đốt nóng có thể phóng electron ra
môi trường xung quanh. Đó là hiện tượng phát xạ
nhiệt electron.
Dương Thế Hiển
Ngày soạn: … / … / 2007
Lớp dạy: ……
Giáo án Vật lý lớp 11
+ Cơ chế phát xạ.
Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu bản chất của dòng điện trong chân không
- Cho học sinh đọc sách kết hợp hình 21.1 để nêu
được:
+ Quá trình phát xạ nhiệt electron từ catot bị
đốt nóng.
+ Khi chưa có điện trường (chưa thiết lập điện
áp hai đầu anot và catot)
+ Nếu anot được nối với cực âm thì hiện tượng
gì sẽ xảy ra?
+ Bản chất dòng điện trong chân không?
- Theo dõi, kết luận và ghi chép vào vởi các kết
luật sau khi nghiên cứu.
- Trả lời câu hỏi:
+ Khi chưa có điện trường không có dòng qua
anot.
+ Nếu anot nối với cực âm thì không có dòng
anot (giải thích).
+ Dòng điện trong chân không là dòng chuyển
dời của các electron phát xạ từ canot về anot.
Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu sự phụ thuộc của I trong chân không vào U
- Đặt vấn đề và giới thiệu công việc khảo sát đưa
ra đặc tuyến V-A.
+ Hướng dẫn học sinh giải thích các kết quả của
thí nghiệm trên, từ đó vẽ được đường đặc trưng
V-A của điot chân không.
+ Tính chất của đường đặc tuyến.
+ Hướng dẫn học sinh nghiên cứu theo các câu
hỏi định hướng C3 và C4.
+ Khi nhiệt độ catot tăng thì sao?
+ Cường độ bão hòa phụ thuộc vào gì?
- Nghe giảng và thảo luận.
- Dựa vào kiến thức đã học về dòng điện trong
chân không giải thích đường đặc tuyến V-A của
điot trong chân không.
+ Không phải đường thẳng nên dòng điện trong
chân không không tuân theo định luật Ôm.
+ Trong khoảng U
b
< U ta có dòng điện trong
chân không đạt bão hòa.
+ Nhiệt độ catot càng cao thì cường độ dòng
điện bão hòa càng lớn.
+ Cường độ dòng điện bão hòa phụ thuộc vào số
electron phát ra ở catot trong một đơn vị thời
gian.
Hoạt động 4 (3 phút): Tìm hiểu tia catot
- Mô tả hình vẽ 21.4 SGK để nêu hiện tượng của
thí nghiệm và định nghĩa tia catot.
- Hướng dẫn học sinh tìm hiểu Điot điện tử:
+ Giáo viên trình bày nguyên tắc cấu tạo của
đèn điện tử và nêu ứng dụng của nó.
+ Chùm các electron phát ra từ catot bay vào
trong chân không.
- Hướng dẫn học sinh tìm hiểu bản chất tia catot:
Nêu được các tính chất của tia catot về các vấn
đề sau:
+ Hiện tượng.
+ Giải thích.
+ Kết luận về tính chất.
- Học sinh chú ý lắng nghe và trả lời câu hỏi của
giáo viên.
- Đọc sách và nêu ra các tính chất của tia catot:
→ Chùm electron bay tự do trong chân không
được gọi là tia catot.
+ Truyền thẳng.
+ Phát ra vuông góc với mặt catot.
+ Mang năng lượng.
+ Có thể đâm xuyên, có tác dụng lên kính ảnh và
có khả năng ion hóa không khí.
+ Bi lệch trong điện trường và từ trường.
Hoạt động 4 (3 phút): Tìm hiểu về ống phóng điện tử
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
- Cho học sinh tự nghiên cứu ứng dụng tia catot
trong ống catot và đèn hình, trong công nghệ làm
bay hơi chất khó bay hơi.
- Tìm một số ngành ứng dụng đèn điện tử.
- Tự đọc sách và trả lời các câu hỏi:
+ Ứng dụng quan trọng nhất của tia catot là
dùng làm đèn hình và ống catot.
Hoạt động 4 (3 phút): Vận dụng củng cố
- Củng cố bài học:
+ Điều kiện môi trường được gọi là chân không.
Phương pháp đưa hạt tải điện vào môi trường
chân không.
+ Nhấn mạnh các tính chất tia catot và ứng
dụng của nó.
- Trả lời các câu hỏi.
Hoạt động 5 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
+ Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chân
không.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 33
BÀI 22: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ (TIẾT 1)
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Giới thiệu cho học sinh môi trường chất khí và cách tạo ra các hạt tải điện trong môi
trường đó.
- Từ thí nghiệm rút ra bản chất của dòng điện trong chất khí.
- Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế.
Kĩ năng:
- Quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm biểu diễn, từ đó rút ra kết luận của bài học.
- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng giải thích các hiện tượng vật lý sét, hồ quang điện.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Dụng cụ thí nghiệm hình 22.1.
- Máy rum-cóp.
Học sinh:
- Ôn lại các kiến thức về chuyển động của các phân tử khí SGK 10.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ (5 phút):
- Nêu hiện tượng dương cực tan?
- Phát biểu và viết các công thức định luật Faraday I và II?
3. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát
? Nêu điều kiện để có dòng điện trong một môi
trường? Bản chất của dòng điện trong kim loại
và chất điện phân?
- Ngày nay, để tiết kiệm điện, người ta không
dùng đèn sợi đốt có dây tóc đỏ mà dùng đèn ống,
đèn thủy ngân, đèn natri. Tại sao các loại đèn đó
lại tiết kiệm điện?
- TL: Phải có các hạt mang điện chuyển động tự
do và có hiệu điện thế. Bản chất của dòng điện
trong kim loại là dòng electron tự do. Bản chất
của dòng điện trong chất điện phân là dòng ion
âm và ion dương.
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu sự phóng điện trong chất khí
? Ở điều kiện bình thường không khí có dẫn điện
hay không? Muốn làm cho không khi dẫn điện
cần phải làm thế nào?
? Làm thí nghiệm như thế nào để chứng minh
được không khí ở điều kiện bình thường không
dẫn điện? Và khi được kích thích thì không khí
trở nên dẫn điện.
- Gợi ý để học sinh xây dựng thí nghiệm:
+ Muốn tạo ra điện trường trong không khí ta
phải làm thế nào?
+ Có thể sử dụng hai bản tụ điện phẳng không
khí đã tích điện để tạo ra điện trường được
- TL: Ở điều kiện bình thường không khí không
dẫn điện.
- TL: Muốn không khí dẫn điện cần phải có điện
trường và có điện tích tự do. Do đó không khí
cần phải được kích thích để có các hạt mang
điện.
Dương Thế Hiển
Ngày soạn: … / … / 2007
Lớp dạy: ……
Giáo án Vật lý lớp 11
không?
+ Phải bố trí thí nghiệm như thế nào để kiểm tra
được không khí ở điều kiện thường thì không
dẫn điện?
+ Nếu mắc tụ điện vào mạch điện như hình vẽ
22.1, làm thế nào để biết được lớp không khí
giữa hai bản tụ điện ở điều kiện thường không
dẫn điện? Và khi bị kích thích sẽ dẫn điện?
+ Muốn không khí ở giữa hai bản tụ điện đã
được tích điện cần phải kích thích để có các hạt
mang điện, vậy phải kích thích bằng cách nào?
+ Có thể kích thích bằng cách đốt nóng không
khí giữa hai bản tụ điện được không? Tại sao?
- Giới thiệu các dụng cụ tiến hành thí nghiệm và
tiến hành.
+ Nếu lớp không khí giữa hai bản tụ điện phẳng
dẫn điện thì làm cho kim điện kế G lệch khỏi vị
trí số 0.
+ Dùng đèn cồn để đốt nóng không khi giữa hai
bản tụ điện, khi đó một số nguyên tử hoặc phân
tử bị mất bớt electron và trở thành ion dương.
Khi đó trong không khí xuất hiện các hạt mang
điện là ion dương và electron.
Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu bản chất của dòng điện trong chất khí
- Phân biệt phóng điện không tự lực và phóng
điện tự lực:
+ Quá trình phóng điện không tự lực là quá
trình phóng điện chỉ tồn tại khi ta đưa hạt tải
điện vào khối khi ở giữa hai bản cực và biến mất
khi ta ngừng đưa hạt tải điện vào.
+ Và ngược lại là quá trình phóng điện tự lực.
- Giải thích các quá trình ion hóa chất khí bằng
các hình vẽ 22.2.
- Nêu bản chất của dòng điện trong chất khí là
dòng chuyển dời của 3 loại điện tích: ion dương
cùng chiều điện trường, các ion âm và electron
ngược chiều điện trường.
- Kết luận về dòng điện trong chất khí.
- Nêu các điều kiện ban đầu:
+ Sự ion hóa chất khí.
+ Tác nhân ion hóa.
+ Các hạt mang điện xuất hiện trong chất khí
sau khi bị ion hóa.
+ Khi chưa có điện trường.
+ Khi có điện trường xảy ra sự phóng điện.
- Nêu bản chất của dòng điện trong chất khí:
+ Định nghĩa.
+ Điều kiện.
+ Hiện tượng.
+ Giải thích.
+ Ứng dụng.
Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu sự phụ thuộc của I trong chân không vào U
- Yêu cầu học sinh quan sát đặc tuyến Vôn –
Ampe của chất khí.
? Dòng điện trong chất khí có tuân theo định luật
Ôm hay không?
? Hãy mô tả sự phụ thuộc của cường độ dòng
điện trong chất khí vào hiệu điện thế trên đồ thị?
? Tại sao khi U quá lớn thì I tăng nhanh? Mật độ
hạt tải điện thay đổi như thế nào khi U quá lớn?
- Quan sát đặc tuyến Vôn – Ampe.
- TL:
+ Đặc tuyến vôn – ampe không phải là đường
thẳng nên dòng điện trong chất khí không tuân
theo định luật Ôm.
+ Đoạn U
b
< U: U nhỏ thì I tăng dần theo U.
+ Đoạn U
b
< U < U
c
: U đủ lớn, I đạt bão hòa.
+ Đoạn U > U
c
: U quá lớn thì I tăng nhanh khi
U tăng.
+ Các hạt tải điện đầu tiên do tác nhân ion hóa
sinh ra là electron và ion dương. Electron kích
thước nhỏ hơn ion dương nên đi được quãng
đường dài hơn ion dương trước khi va chạm với
một phân tử khí. Khi U quá lớn, năng lượng điện
trường đủ lớn, electron nhân được động năng đủ
lớn để va chạm với phân tử trung hòa và làm ion
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
- Giới thiệu hiện tượng nhân số hạt tải điện và
quá trình dẫn điện (phóng điện) tự lực.
- Yêu cầu học sinh đọc SGK để tìm hiểu bốn
cách chính để tạo ra hạt tải điện mới đó là: sự ion
hóa chất khí ở nhiệt độ cao, sự ion hóa chất khí ở
nhiệt độ thấp, hiện tượng phát xạ nhiệt nguyên
tử, tia lửa điện và hồ quang điện.
nó, biến nó thành electron tự do và ion dương.
Khi đó mật độ hạt tải điện tăng, chất khi trở nên
dẫn điện tốt hơn.
Hoạt động 4 (3 phút): Vận dụng củng cố
- Nêu các phương pháp đưa hạt tải điện vào môi
trường chất khí.
- Hiểu được các khái niệm và vận dụng để giải
thích tính dẫn điện của chất khí.
- Trả lời các câu hỏi.
Hoạt động 5 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
+ Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất khí,
bản chất phương pháp đưa hạt tải điện vào môi
trường chất khí.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 34
BÀI 22: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ (TIẾT 2)
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Hiểu được trong các điều kiện đặc biệt trong không khí (ở áp suất thường) có thể tự
lực phóng điện không cần đến tác nhân ion hóa ban đầu.
- Đặc trưng và cơ chế của hai dạng phóng điện thường gặp trong tự nhiên và cuộc sống
là tia lửa điện và tia hồ quang điện.
- Đặc trưng và cơ chế của các dạng phóng điện trong không khí ở áp suất thấp.
Kĩ năng:
- Quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm biểu diễn, từ đó rút ra kết luận của bài học.
- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng giải thích các hiện tượng vật lý sét, hồ quang điện.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Dụng cụ thí nghiệm hình 22.1.
- Máy rum-cóp.
Học sinh:
- Ôn lại các kiến thức về chuyển động của các phân tử khí SGK 10.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ (5 phút):
- Nêu hiện tượng dương cực tan?
- Phát biểu và viết các công thức định luật Faraday I và II?
3. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1 (5 phút): Tìm hiểu các dạng phóng điện trong không khí ở áp suất thường
• Tia lửa điện
- Nêu các câu hỏi định hướng.
+ Khi điện trường trong không khí rất mạnh (cỡ
hàng triệu V/m) có hiện tượng gì xảy ra, tại sao?
+ Tia lửa điện có hình dạng gì? Tại sao?
+ Nguyên nhân chủ yếu của sự phóng điện hình
tia.
+ Ngoài nguyên nhân trên còn có nguyên nhân
gì?
• Sét
- Nêu câu hỏi định hướng:
+ Hiện tượng sét trong thực tế xảy ra lúc nào?
+ Nguyên nhân gây ra sét?
+ Tại sao trong sét thường kèm theo tiếng nổ
lớn (sấm)?
+ Tác hại của sét?
+ Cách phòng tránh?
- Học sinh thảo luận trả lời:
+ Khi điện trường lớn có thể xuất hiện sự phóng
điện hình tia gọi là tia lửa điện.
+ Tia lửa điện không có hình dạng nhất định
thường là 1 chùm electron, thường là 1 chùm tia
ngoằn nghèo.
+ Tia lửa điện thường kèm theo tiếng nổ trong
không khí.
+ Nguyên nhân ra các hạt tải điện trong tia lửa
điện là do ion hóa do va chạm.
+ Ngoài ra có sự ion hóa do tác dụng của bức xạ
phát ra trong tia lửa điện.
- TL:
+ Sét là tia lửa điện khổng lồ phát sinh do sự
phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu
hoặc giữa đám mây tích điện với mặt đất.
+ Do áp suất tăng đột ngột gây ra tiếng nổ lớn
gọi là sấm.
+ Để chống sét người ta làm cột thu lôi.
Dương Thế Hiển
Ngày soạn: … / … / 2007
Lớp dạy: ……
Giáo án Vật lý lớp 11
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu hiện tượng hồ quang điện
- Các câu hỏi định hướng:
+ Để tạo ra hồ quan điện có cần hiệu điện thế
lớn không?
+ Tại sao ban đầu phải cho hai đầu cực âm và
cực dương tiếp xúc nhau nếu muốn tạo ra hồ
quang điện?
+ Tạo sao catot và anot lại phát ra ánh sáng
chói lòa?
+ Tại sao dương cực bị ăn mòn và lõm vào?
+ Hồ quan có thể xuất hiện trong trường hợp
điện cực là gì?
+ Ứng dụng của hồ quang trong kĩ thuật.
+ Quan sát hồ quang phải làm gì? Tại sao?
- TL:
+ Hiệu điện thế tạo ra hồ quang rất nhỏ chỉ cỡ
40 – 50V.
+ Khi cho hai cực chập vào nhau tạo ra sự đoản
mạch, cường độ dòng điện tăng vọt lên làm tỏa
nhiệt trên hai đầu cực rất lớn và khi tách ra
không khí bị đốt nóng sẽ bị ion hóa tạ ra hạt tải
điện làm cho chất khí trở nên dẫn điện.
+ Các ion âm và electron tới đập vào anot làm
anot nóng lên tới nhiệt độ rất cao → phát sáng.
+ Các chất bị nóng chảy hoặc bay hơi.
+ Hồ quang có thể xuất hiện ở ngay đầu hai điện
cực là kim loại, tùy theo kim loại mà nhiệt độ hồ
quang sẽ khác nhau.
+ Nhiệt độ hồ quang rất lớn nên hồ quang có rất
nhiều ứng dụng: hàn kim loại, đèn chiếu sáng,
luyện kim, thực hiện các phản ứng hóa học cần
nhiệt độ cao…
+ Khi quan sát hồ quang cần đeo kính đen vì
cường độ ánh sáng của hồ quang mạnh và giàu
tia tử ngoại có hại cho mắt.
Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp
• Sự phóng điện thành miền
- Các câu hỏi định hướng:
+ Để giảm áp suất chất khí trong bình ta phải
làm gì?
+ Khi chất khí đạt đến một áp suất thấp nào đó
thì có hiện tượng gì?
+ Áp suất? Hiệu điện thế?
+ Hình dạng của sự phóng điện?
+ Nếu áp suất không khí bằng áp suất khí quyển
có xảy ra sự phóng điện này không?
• Ứng dụng
+ Các nguồn sáng (đèn ống) có thể tạo ra từ sự
phóng điện thành miềm không?
+ Màu sắc ánh sáng phát ra từ đèn phụ thuộc
vào gì?
+ Cơ chế của đèn ống có tráng lớp bột huỳnh
quang là như thế nào?
- TL:
+ Để giảm áp suất chất khí ta cần giảm nồng độ
chất khí nghĩa là rút bớt không khí ra ngoài.
+ Khi áp suất đạt cỡ 0,1 mmHg và hiệu điện thế
cỡ vài trăm vôn có hiện tượng phóng điện thành
miền xảy ra.
+ Miềm catot.
+ Cột sáng anot.
+ Có thể sử dụng ánh sáng thành miền trong
hiện tượng này làm nguồn sáng.
+ Màu sắc phụ thuộc vào chất khí có mặt trong
ống.
+ Thường những đèn ống chứa hơi thủy ngân thì
trong thành ống có một lớp bột huỳnh quang hấp
thu ánh sáng do thủy ngân phát ra và phát sáng
trở lại ánh sáng ban ngày.
Hoạt động 4 (3 phút): Vận dụng củng cố
- Nhấn mạnh các loại phóng điện và so sánh
chúng, ứng dụng.
- Trả lời các câu hỏi.
Hoạt động 5 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
+ Ôn lại các trường hợp phóng điên trong chất
khí ở áp suất thường và áp suất thấp.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 35
BÀI TẬP
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Nhớ lại các kiến thức về dòng điện trong chất điện phân.
- Nhớ lại nội dung và công thức định luật I và II của Faraday?
Kĩ năng:
- Vận dụng kiến thức để làm các bài tập cơ bản về điện phân.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Một số phương pháp giải bài tập điện phân.
- Một số bài tập điện phân.
Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất điện phân.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ: (5 phút)
- Phát biểu nội dung và công thức định luật I và II của Faraday?
3. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1 (5 phút): Nhắc lại các kiến thức đã học
- Định luật Faraday
Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực tỉ lệ
với đương lượng hóa học A/n của chất đó và với điện lượng
q đi qua dung dịch điện phân.
m = kAq/n
m = AIt/Fn = AIt/96500n
A: nguyên tử khối
n: hóa trị (số electron trao
đổi)
F: số Faraday
I: cường độ I không đổi
t: thời gian dòng điện chạy
qua
- Ghi nhận và nhớ lại.
Hoạt động 2 (35 phút): Hướng dẫn học sinh làm một số bài tập tự luận
- Bài 1: Một tấp kim loại được đem
mạ niken bằng phương pháp điện
phân. Tính chiều dày của lớp niken
trên tấm kim loại sau khi điện phân
30 phút. Biết diện tích bề mặt kim
loại là 40cm
2
, cường độ dòng điện
qua bình điện phân là 2A, niken có
khối lượng riêng D = 8,9.10
3
kg/m
3
,
A = 58, n = 2. Coi như kẽm bám
đều trên bề mặt tấm kim loại.
- Khối lượng niken bám vào tấm kim loại trong thời gian điện
phân là:
1 A
m It
F n
=
- Chiều dày lớp mạ được tính như sau:
7 4 3
3
V m AIt
d
S SD FnSD
58.2.180
d
9,65.10 2.40.10 8,9.10
d 0,03.10 m 0,03mm
−
−
= = =
=
≈ =
Dương Thế Hiển
Ngày soạn: 05/12/2007
Ngày dạy: 07/12/2007
Giáo án Vật lý lớp 11
- Bài 2: Điện phân dung dich H
2
SO
4
với các điện cực platin, ta thu được
khí hidro và oxi ở các điện cực.
Tính thể tích khí thu được ở mỗi
điện cực (đktc) nếu dòng điện qua
bình điện phân có I = 5A trong thời
gian t = 32 phút 10s.
- Bài 3: Bề dày của lớp niken phủ
lên một tấm kim loại d = 0,05mm
sau khi điện phân 45 phút. Diện tích
mặt phủ của tấm kim loại là 45cm
2
.
Xác định cường độ dòng điện chạy
qua bình điện phân.
- Khối lượng hidro thu được ở catot là:
1
1
1
A1
m It
F n
=
1
1 1
m . .10.2880 0,3(g)
96500 1
= =
- Hidro tạo nên ở catot tồn tại dưới dạng phân tử khí H
2
. Một
mol khí hidro (2g) ở điều kiện tiêu chuẩn có thể tích là 22,4l.
- Vậy thể tích khí hidro thu được là:
1
0,1
V .22,4 3,36(l)
2
= =
- Khối lượng oxi thu được ở anot:
2
2
2
A1
m It
F n
=
2
1 16
m . .5.1930 0,8(g)
96500 2
= =
- Thể tích khí oxi thu được là:
2
0,8
V .22,4 0,56(l)
32
= =
- Tính cường độ dòng điện qua bình điện phân.
- Áp dụng định luật Faraday:
1 A
m It
F n
=
- Mà m = DV = DSd
+ m: khối lượng niken phủ lên tấm điện cực
+ V: thể tích lớp mạ
+ D: Khối lượng riêng.
- Thay vào ta được:
1 A
DSd It
F n
=
- Suy ra:
DSdFn
I
At
=
- Với D = 8,9.10
3
kg/m
3
; S = 45cm
2
= 45.10
-4
m
2
d = 0,05mm = 5.10
-5
m, t = 45 phút = 2400s.
F = 9,65.10
7
C/kg, A = 58, n = 2
- Nên I = 2,47A
Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau:
Đọc trước bài dòng điện trong chất
bán dẫn.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
TIẾT 37
BÀI 23: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN (TIẾT 1)
I. MỤC TIÊU
Kiến thức:
- Hiểu được tính chất điện đặc biệt của chất bán dẫn.
- Hiểu được cơ chế tạo thành các hạt tải điện (electron tự do và lỗ trống) trong bán dẫn
tinh khiết.
- Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn.
Kĩ năng:
- Giải thích được hiện tượng vật lý: giải thích cơ chế hình thành electorn tự do và lỗ
trống trong bán dẫn tinh khiết.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên:
- Chuẩn bị một số hình vẽ sách giáo khoa.
Học sinh:
- Ôn lại bản chất dòng điện trong kim loại.
III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP
1. Ổn định trật tự:
2. Kiểm tra bài cũ (5 phút):
- Nêu bản chất hiện tượng dòng điện trong chân không?
- Vẽ và miêu tả đường đặc trưng Vôn-Am?
3. Tiến trình dạy học bài mới:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1 (2 phút): Đặt vấn đề
- Trong bài trước chúng ta đã học về diot chân
không dùng trong các mạch điện tử. Tuy nhiên
ngày nay người ta không dùng diot chân không
mà thay vào đó người ta sử dụng diot bán dẫn.
Trong công nghiệp cũng như trong đời sống, các
linh kiện bán dẫn có mặt khắp nơi, vì vậy việc
tìm hiểu bản chất dòng điện trong bán dẫn, các
ứng dụng của bán dẫn trong thế giới hiện tại là
rất cần thiết.
- Tiếp nhận và nắm được mục đích yêu cầu của
bài học.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu tính chất điện của bán dẫn
- Giới thiệu một số bán dẫn thông dụng và điển
hình nhất.
- Hướng dẫn học sinh nghiên cứu sách giáo khoa
theo các định hướng: Tính chất khác biệt của
bán dẫn:
+ So sánh điện trở suất của bán dẫn với điện trở
suất của kim loại và chất điện môi?
+So sánh sự phụ thuộc của điện trở suất của kim
loại và của chất bán dẫn tinh khiết vào nhiệt độ?
+ Điện trở suất của bán dẫn thay đổi như thế
nào khi pha thêm một lượng nhỏ tạp chất?
- Nghe giảng và ghi chép.
- Nghiên cứu sách giáo khoa và trả lời các câu
hỏi định hướng của giáo viên.
+ Điện trở suất p của bán dẫn có giá trị trung
gian giữa kim loại và điện môi?
+ Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm
nhanh khi nhiệt độ tăng, còn điện trở của kim
loại tăng khi nhiệt độ tăng.
+ Điện trở suất của chất bán dẫn rất nhạy cảm
với tạp chất. Chỉ cần một lượng nhỏ tạp chât
cũng đủ làm điện trở suất của nó lân cận ở nhiệt
độ phòng giảm rất nhiều.
Dương Thế Hiển
Ngày soạn: 16/12/2007
Ngày dạy: 19/12/2007
Giáo án Vật lý lớp 11
+ Điện trở suất của bán dẫn thay đổi như thế
nào khi bị chiếu sáng hoặc tác dụng bởi các
nhân ion hóa?
+ Điện trở suất của bán dẫn cũng giảm đáng kể
khi nó bị chiếu sáng hoặc bị tác nhân ion hóa.
Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu bản chất sự dẫn điện trong chất bán dẫn tinh khiết
? Thế nào là bán dẫn tinh khiết?
- Phân tích hình vẽ 23.4 SGK về cấu trúc của
tinh thể silic.
? Hãy cho biết sự liên kết của các nguyên tử silic
trong mạng tinh thể có tính chất như thế nào?
Nguyên tử silic có hóa trị bằng bao nhiêu? Xung
quanh nó sẽ có bao nhiêu nguyên tử liên kết?
Liên kết giữa các nguyên tử trong mạng tinh thể
là liên kết gì? Nhận xét gì về tính bền vững của
các nguyên tử Si trong mạng tinh thể?
- Đưa ra một số câu hỏi định hướng về các loại
hạt tải điện tự do:
+ Ở nhiệt độ thấp, trong mạng tinh thể có hạt tải
điện tự do không?
+ Muốn có hạt tải điện tự do trong mạng tinh
thể của bán dẫn tinh khiết thì phải làm thế nào?
+ Khi đó hạt tải điện trong mạng tinh thể là hạt
gì?
- TL: Đó là chất bán dẫn mà trong mạng tinh thể
chỉ có một loại nguyên tử. VD: Silic – trong
mạng chỉ có một lại nguyên tử là silic.
- Quan sát vẽ hình.
- TL:
+ Si là ngyên tố hóa học có hóa trị 4, tức là lớp
ngoài cùng có 4 electron.
+ Trong tinh thể mỗi nguyên tử Si liên kết với 4
nguyên tử lân cận thông qua có liên kết cộng hóa
trị. Vậy xung quanh mỗi nguyên tử Si có 8
electron, tạo thành lớp electron lấp đầy. Do đó,
lên giữa các nguyên tử trong Si rất bền vững.
- TL:
+ Ở nhiệt độ thấp, trong mạng tinh thể không có
các hạt tải điện tự do, bán dẫn không dẫn điện.
+ Muốn có hạt tải điện tự do trong mạng tinh thể
cần phải cung cấp năng lượng cho các electron
dưới dạng nhiệt năng trở thành các electron tự
do.
+ Khi đó hạt tải điện trong bán dẫn là các
electron tự do.
Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu bản chất dòng điện trong chất bán dẫn
- Giới thiệu: Khi một electron bứt ra khỏi liên
kết thì xuất hiện một liên kết bị trống. Người ta
gọi là lỗ trống.
- Yêu cầu học sinh tìm hiểu về lỗ trống.
- Gợi ý:
+ Lỗ trống có thể dịch chuyển hay không?
+ Ở nhiệt độ cao, có hiện tượng gì?
+ Đi cùng quá trình phát sinh cặp electron – lỗ
trống còn có quá trình gì?
+ Mối quan hệ giữa hai quá trình?
? Khi đặt vào bán dẫn một điện trường, electron
và lỗ trống sẽ chuyển động như thế nào?
? Vậy bản chất của dòng điện trong bán dẫn là
gì?
- Tiếp thu.
- Đọc sách giáo khoa và trả lời các câu hỏi gợi ý:
+ Lỗ trống có thể dịch chuyển trong mạng tinh
thể.
+ Ở nhiệt độ cao, có sự phát sinh ra các cặp
electron – lỗ trống.
+ Luôn xảy ra quá trình tái hợp electron – lỗ
trống, trong đó một electron tự do chiếm một lỗ
trống và lại thành electron liên kết. Quá trình
này đồng thời mất đi một electron tự do và một lỗ
trống.
+ Ở nhiệt độ xác định, có sự cân bằng giữa hai
quá trình phát sinh và tái hợp.
- TL: Khi có điện trường đặt vào, electron
chuyển động ngược chiều điện trường, lỗ trống
chuyển động thuận chiều điện trường, gây nên
dòng điện trong bán dẫn.
- TL: Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng
electron dẫn chuyển động ngược chiều điện
trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng
Dương Thế Hiển
Giáo án Vật lý lớp 11
chiều điện trường.
Hoạt động 4 (6 phút): Vận dụng củng cố
- Nhắc lại sự phụ thuộc của điện trở suất chất
bán dẫn vào nhiệt độ và tạp chất.
- Sự hình thành cặp electron – lỗ trống.
- Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn.
- Trả lời các câu hỏi.
Hoạt động 5 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:
+ Sự phụ thuộc của điện trở suất chất bán dẫn
vào nhiệt độ và tạp chất.
+ Sự hình thành cặp electron – lỗ trống.
+ Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
Dương Thế Hiển