BAI GIANG DONG DIEN TRONG KIM LOAI

<span class='text_page_counter'>(1)</span>DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh nắm được tính chất chung của kim loại, bản chất của dòng điện trong kim loại thông qua nội dung của thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại; Hiểu được sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ, hiện tượng nhiệt điện; 2. Kĩ năng: Vận dụng công thức vào việc xác định điện trở trong của nguồn điện ở các bài toán cụ thể; Giải thích được một số hiện tượng điện trong môi trường kim loại. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Đồ dùng cho thí nghiệm hình 13.4/sgk; Mô hình tinh thể kim loại; 2. Học sinh: Ôn tập lại tính chất dẫn điện của kim loại đã học ở trung học cơ sở. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề.. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH VIÊN *Hãy nêu bản chất dòng điện trong * Học sinh tái hiện lại các kiến thức kim loại? đã học ở trung học cơ sở để trả lời *Giáo viên đặt vấn đề về sự cần các câu hỏi theo yêu cầu của giáo thiết nghiên cứu bản chất của dòng viên; điện trong kim loại: Dòng điện là gì? Bản chất của dòng điện trong kim loại? Điều kiện để có dòng *Học sinh nhận thức được nội dung điện? Dòng điện trong kim loại có bài học và hình thành ý tưởng những tính chất gì? Tại sao kim nghiên cứu. loại dẫn điện tốt? *Để tìm hiểu các tính chất dẫn điện của kim loại và giải thích được các tính chất đó, bài học ngày hôm nay chúng ta nghiên cứu thuyết mời là thuyết electron về tính dẫn điện trong kim loại. Hoạt động 2: Tìm hiểu bản chất của dòng điện trong kim loại. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH VIÊN a. Nội dung thuyết electron về *Học sinh làm việc theo nhóm để tính dẫn điện trong kim loại. rút ra được nội dung theo yêu cầu * Giáo viên cho học sinh làm việc của giáo viên: theo nhóm, nghiên cứu nội dung + Trong kim loại, do bán kính.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> sách giáo khoa để tìm được nội dung cơ bản của thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại: *Giáo viên nhấn mạnh: Tính tuần hoàn có thể bị vi phạm ở một số vị trí trong mạng tinh thể kim loại do nguyên tử lạ, do chuyển động nhiệt của các iôn làm cho iôn bị đẩy ra khỏi vị trí thông thường, các điểm ấy gọi là các điểm mất trật tự của mạng tinh thể; + Giáo viên làm sáng tỏ để học sinh nắm được 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, biểu thức vận tốc trôi, độ linh động.. Sự hình thành hạt mang điện tự do: *Giáo viên yêu cầu học sinh trình bày sự chuyển động của các hạt mang điện tự do? * Giáo viên đưa ra tình huống khi chưa đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế? *Giáo viên nhấn mạnh: Sự chuyển động hỗn loạn của các electron trong tinh thể kim loại tạo thành khí electron tự do chiếm toàn bộ thể tích của kim loại và không sinh ra dòng điện nào cả. * Trong trường hợp đặt vào hai đầu của vật dẫn một hiệu điện thế?. *Giáo viên yêu cầu học sinh kết. nguyên tử lớn nên một số electron ở lớp ngoài cùng dễ bứt ra khỏi liên kết với hạt nhân để trở thành các electron tự do; Các iôn dương kim loại sắp xếp một cách có trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận những kiến thức do giáo viên cung cấp. + Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử và chuyển động hỗn loạn bên trong tinh thể kim loại được gọi là các electron tự do. *Học sinh thảo luận theo nhóm và rút ra được: + Khi chưa chịu tác dụng của lực điện trường, các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn bên trong tinh thể kim loại, trong quá trình chuyển động này, luôn kèm theo hai quá trình trái ngược nhau là quá trình phân li và quá trình tái hợp, trong một điều kiện xác định cụ thể thì mật độ các electron tự do là xác định, nghĩa là xảy ra quá trình cân bằng thuận giữa tốc độ phân li và tốc độ tái hợp; + Trong trường hợp các electron tự do chịu tác dụng của lực điện trường thì chúng chuyển động một cách có định hướng bên trong tinh thể kim loại (ngược với chiều của lực điện trường) gây ra dòng điện trong kim loại. * Học sinh làm việc cá nhân để rút.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> luận về bản chất của dòng điện ra bản chất của dòng điện trong kim trong kim loại? loại: Bản chất của dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có *Giáo viên phát vấn: Tại sao khi định hướng bên trong kim loại. đóng mạch điện thì ngọn đèn dù *Học sinh thảo luận theo nhóm và xa cũng hầu như lập tức phát trả lời câu hỏi của giáo viên: sáng? Câu trả lời đúng: Vận tốc chuyển *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo động có hướng của các electron là luận theo nhóm để trả lời câu hỏi nhỏ (0,2mm/s) nhưng vận tốc lan theo yêu cầu của giáo viên. truyền điện trường rất lớn (300.000km/s) do đó khi đóng mạch điện thì ngọn đèn dù ở xa cũng hầu như lập tức phát sáng. *Giáo viên nhấn mạnh: Trong quá trình chuyển động có định hướng của các electron tự do, xảy ra quá trình va chạm với các iôn dương kim loại do mất gây ra điện trở của kim loại. Hoạt động 3: Tìm hiểu sự phụ thuộc điện của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH VIÊN *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm dùng thuyết electron để giải thích tính chất điện của kim loại; *Dòng điện trong vật dẫn kim loại có tuân theo định luật Ohm hay không? * Để làm rõ vấn đề này, ta tiến hành thí nghiệm như sau: *Giáo viên yêu cầu học sinh tiến hành lắp mạch điện như hình vẽ: *Học sinh khảo sát và vẽ đường đặc trưng VA để rút ra nhận xét: U *Giáo viên yêu cầu học sinh tiến U hành thí nghiệm và ghi nhận các số liệu để vẽ đường đặc trưng VA; + Trường hợp điện trở R được nhúng xuống nước; I I.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> + Trường hợp điện trở R không nhúng xuống nước *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận và rút ra nhận xét: *Giáo viên đưa ra các câu hỏi gợi ý: + Hãy cho biết trường hợp nào thì dòng điện qua điện trở R tuân theo định luật Ohm? Giải thích? + Tại sao khi không nhúng điện trở R vào nước thì dòng điện qua điện trở R không tuân theo nội dung định luật Ohm? *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. Câu trả lời đúng: Điện trở vật dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ.. *Học sinh thảo luận theo nhóm để rút ra được nhận xét trong hai trường hợp, kết quả là: + Trường hợp khi điện trở R được nhúng xuống nước thì dòng điện trong mạch tuân theo định luật Ohm; + Trong trường hợp khi điện trở R không nhúng xuống nước thì dòng điện trong mạch không tuân theo định luật Ohm. *Học sinh làm việc theo nhóm và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: Điện trở vật dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ. Điện trở của vật dẫn tăng lên khi nhiệt độ của vật dẫn tăng. Khi nhúng điện trở R trong nước thì điện trở truyền nhiệt lượng cho nước nên nhiệt độ của điện trở + Vì sao điện trở kim loại tăng tăng không đáng kể, vì vậy dòng theo nhiệt độ? điện qua điện trở sẽ tuân theo định luật Ohm nếu ta nhúng điện trở R trong quá trình tiến hành thí *Giáo viên nhấn mạnh: nghiệm. + Kim loại là vật dẫn có tính dẫn điện tốt. *Học sinh thảo luận theo nhóm để + Điện trở suất của kim loại trả lời theo yêu cầu của giáo viên: rất nhỏ nghĩa là điện dẫn của Khi dòng các electron chạy trong kim loại rất lớn. tinh thể kim loại, sẽ va chạm với + Dòng điện trong kim loại chỉ các iôn dương nút mạng tinh thể tuân theo định luật Ohm khi và truyền một phần động năng nhiệt độ của kim loại không đổi. cho chúng làm cho chúng dao *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo động mạnh lên, nghĩa là nội năng luận và giải thích được tại sao của chúng tăng. dòng điện gây ra tác dụng nhiệt *Học sinh ghi nhận biểu thức của khi qua các vật dẫn kim loại. sự phụ thuộc điện trở vật dẫn vào nhiệt độ:  = o[1 + (t - to)] + Giáo viên trình bày các biểu thức phụ thuộc điện trở suất vào nhiệt độ:  = o[1 + (t - to)] + Ý nghĩa của hệ số nhiệt điện trở. *Giáo viên cung cấp thêm:.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Hoạt động 4: Tìm hiểu điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn. Phần này chủ yếu giáo viên gợi ý cho học sinh nêu nhận xét về điện trở của các nhiệt gần 4K (thông qua bảng 13.1 và đồ thị 13.2/sgk – 75, từ đó tổng quát hoá hiện tượng.. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN *Sự biến thiên của điện trở suất theo nhiệt độ từ đồ thị 13.2, hãy cho biết điện trở của vật dẫn thay đổi như thế nào khi nhiệt độ giảm xuống đến 0K? *Giáo viên gợi ý học sinh vận dụng thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại để giải thích. *Khi hạ thấp nhiệt độ xuống dưới Tc nào đó, điện trở của kim loại hay hợp kim đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không, hiện tượng đó được gọi là hiện tượng siêu dẫn. Khi đó kim loại hay hợp kim có tính siêu dẫn. * Trong trường hợp xảy ra hiện tượng siêu dẫn, nếu trong vòng dây siêu dẫn có dòng điện chạy, thì dòng điện này sẽ duy trì rất lâu, sau khi ngắt dòng điện. *Giáo viên trao đổi có tính chất thông báo các ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn và hiện nay trong khoa học người ta đã làm được gì về hiện tượng này.. HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; - Khi nhiệt độ giảm, mạng tinh thể càng bớt mất trật tự nên sự cản trở của nó đến chuyển động có định hướng của các electron càng ít, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến 0K, điện trở của các vật dẫn kim loại rất bé.. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận những ứng dụng của dòng điện siêu dẫn. *Học sinh tiếp nhận thông tin.. Hoạt động 5: Tìm hiểu hiện tượng nhiệt điện. Nếu có điều kiện thì giáo viên tiến hành thí nghiệm như hình 13.4, từ kết quả thí nghiệm, giáo viên lập luận để đưa ra biểu thức suất nhiệt điện động như sách giáo khoa. Giáo viên cần cố gắng liên hệ với các kiến thức đã học ở chương trước để học sinh có thể hiểu bài. Yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên.. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN *Giáo viên mô tả thí nghiệm như hình vẽ 13.4/sgk. *Giáo viên yêu cầu học sinh vẽ. HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Học sinh lắng nghe và nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu; *Học sinh vẽ sơ đồ thí nghiệm vào.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> hình vào vở; *Hiện tượng gì xảy ra khi dùng đèn cồn tăng độ chênh lệch nhiệt độ của hai mối hàn A và B băng cách đốt nóng một mối hàn? * Khi tăng nhiệt độ đầu A lên, theo dõi dòng điện trong mạch, nhận xét kết quả thu được. *Giáo viên tiến hành thí nghiệm yêu cầu học sinh quan sát và rút ra nhận xét. *Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra kết luận?. vở; G B. A. *Học sinh quan sát thí nghiệm và nhận xét kết quả thí nghiệm. Khi đốt nóng đầu A của cặp kim loại như hình vẽ ta thấy điện kế G bị lệch, chứng tỏ trong mạch đã xuất hiện dòng điện. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức;. *Giáo viên nhấn mạnh: Dòng điện trên được gọi là dòng nhiệt điện và suất điện động gây ra dòng nhiệt *Học sinh làm việc cá nhân, suy điện được gọi là suất nhiệt điện nghĩ và nêu lên khái niệm về hiện tượng nhiệt điện; động. * Dụng cụ tiến hành thí nghiệm như trên được gọi là cặp nhiệt *Học sinh ghi nhận công thức tính điện. *Vậy hiện tượng nhiệt điện là gì? suất nhiệt điện động; Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi theo *Học sinh tiếp thu và ghi nhớ kiến yêu cầu của giáo viên. * Giáo viên lập luận để rút ra biểu thức. thức của suất nhiệt điện động như sách giáo khoa: E = (T1 – T2) *Giáo viên giới thiệu các khả năng ứng dụng của suất nhiệt điện động; * Giáo viên giới thiệu ưu điểm của cặp nhiệt điện; *Giáo viên dẫn dắt học sinh phân tích và tìm hiểu các ứng dụng của hiện tượng nhiệt điện. Hoạt động 6: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH VIÊN *Giáo viên nêu một số câu hỏi *Học sinh làm việc cá nhân, tái củng cố kiến thức: hiện lại kiến thức của bài học để trả.

<span class='text_page_counter'>(7)</span> 1. Nêu kết luận về bản chất của lời các câu hỏi theo yêu cầu của dòng điện trong kim loại; giáo viên; 2. Vì sao khi nhiệt độ tăng lên thì điện trở của kim loại cũng tăng lên? *Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học *Giáo viên nhận xét giờ học; tập *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập ở sách giáo khoa trang 78 và ở sách bài tập. *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà xem lại nội dung về tác dụng hoá học của dòng điện và sự điện li trong hoá học. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY …………………………………………………………………………… …………..……………… …………………………………………………………………………… ……………………..…… …………………………………………………………………………… …………………………...

<span class='text_page_counter'>(8)</span>