Vật Lý 11 STEM Chương 3 chủ đề 1 dòng điện trong kim loại

CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG Tiết 25 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI I MỤC TIÊU 1 Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức + Nêu được tính chất điện chung của các kim loại, sự phụ thuộc của điện.

CHƯƠNG III DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG Tiết 25 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI I MỤC TIÊU Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức + Nêu tính chất điện chung kim loại, phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ + Nêu nội dung thuyết electron tính dẫn điện kim loại cơng thức tính điện trở suất kim loại Nêu cấp độ lớn đại lượng nói đến thuyết + Giải thích cách định tính tính chất điện chung kim loại dựa thuyết electron tính dẫn điện kim loại b) Kỹ - Làm thí nghiệm nêu kết thí nghiệm - Vận dụng giải tập luyện tập c) Thái độ - HS hứng thú học tập, tích cực làm thí nghiệm - Có tác phong nhà khoa học Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực giải vấn đề thông qua câu lệnh mà GV đặt ra, tóm tắt thông tin liên quan từ nhiều nguồn khác - Năng lực tự học, đọc hiểu giải vấn đề theo giải pháp lựa chọn thông qua việc tự nghiên cứu vận dụng kiến thức tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần để giải thích tình thực tiễn giải tập liên quan đến kiến thức học - Năng lực họp tác nhóm: làm thí nghiệm, trao đổi thảo luận, trình bày kết thí nghiệm - Năng lực tính tốn, trình bày trao đổi thơng tin: hồn thành bảng số liệu làm thí nghiệm - Năng lực thực hành thí nghiệm: thao tác an tồn thí nghiệm - SGK, ghi bài, giấy nháp… II CHUẨN BỊ Giáo viên + Chuẫn bị thí nghiệm mơ tả sgk + Chuẫn bị thí nghiệm cặp nhiệt điện Học sinh Ơn lại : + Phần nói tính dẫn điện kim loại sgk lớp + Dịng điện kim loại tn theo định luật Ơm III Tổ chức hoạt động học học sinh Hướng dẫn chung DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI Các bước Khởi động Hoạt động Hoạt động Tên hoạt động Tạo tình có vấn đề bai Hình thành kiến thức Luyện tập Vận dụng Tìm tịi mở rộng Hoạt động Bản chất dòng điện kim loại Hoạt động Tìm hiểu phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ Hoạt động Tìm hiểu tượng nhiệt điện Hoạt động Hướng dẫn nhà Hướng dẫn cụ thể hoạt động Hoạt động 1: Tạo tình học tập dòng điện kim loại a) Mục tiêu hoạt động: Thơng qua thí nghiệm để tạo mâu thuẫn kiến thức có học sinh với kiến thức b) Nội dung: Câu lệnh 1: Yêu cầu học sinh thực C1 Câu lệnh 2: Yêu cầu học sinh thực C2 c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em làm thí nghiệm, hướng dẫn em đọc thêm sách giáo khoa thực nhiệm vụ học tập Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, ghi vào ý kiến Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo nhóm dự đốn Thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hỗ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động: Học sinh báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thông qua tiêu chí q trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn Hoạt động 2: a) Mục tiêu hoạt động: b) Nội dung: Hình thức chủ yếu hoạt động làm thí nghiệm tự học qua tài liệu hướng dẫn giáo viên để lĩnh hội kiến thức Từ vận dụng trả lời câu hỏi học + Yêu cầu học sinh nhắc lại mạng tinh thể kim loại chuyển động nhiệt + Giới thiệu electron tự kim loại chuyển động nhiệt chúng + Giới thiệu chuyển động electron tự tác dụng lực điện trường + Yêu cầu học sinh nêu nguyên nhân gây điện trở kim loại + Yêu cầu học sinh nêu loại hạt tải điện kim loại c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em tiến hành thí nghiệm đọc sách giáo khoa Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao giáo viên vào vở, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm Trong trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi học sinh: + Trong kim loại, nguyên tử bị electron hoá trị trở thành ion dương Các ion dương liên kết với cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại Các ion dương dao động nhiệt xung quanh nút mạng + Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử thành electron tự với mật độ n không đổi Chúng chuyển động hỗn loạn toạ thành khí electron tự chốn tồn thể tích khối kim loại khơng sinh dịng điện + Điện trường nguồn điện sinh ra, đẩy khí electron trơi ngược chiều điện trường, tạo dịng điện + Sự trật tự mạng tinh thể cản trở chuyển động electron tự do, nguyên nhân gây điện trở kim loại Hạt tải điện kim loại electron tự Mật độ chúng cao nên chúng dẫn điện tốt Dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng electron tự tác dụng điện trường Hoạt động 3: a) Mục tiêu hoạt động: + Giới thiệu điện trở suất kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ + Giới thiệu khái niệm hệ số nhiệt điện trở b) Nội dung: + Hình thức chủ yếu hoạt động làm thí nghiệm tự học qua tài liệu hướng dẫn giáo viên để lĩnh hội kiến thức Từ vận dụng trả lời câu hỏi học c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em tiến hành thí nghiệm đọc sách giáo khoa Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao giáo viên vào vở, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi học sinh: Điện trở suất  kim loại tăng theo nhiệt độ gần theo hàm bậc :  = 0(1 + (t - t0)) Hệ số nhiệt điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào độ chế độ gia công vật liệu e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thơng qua tiêu chí q trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn Hoạt động : Tìm hiểu điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn a) Mục tiêu hoạt động: Tìm hiểu điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn b) Nội dung: + Yêu cầu học sinh giải thích nhiệt độ giảm điện trở kim loại giảm + Giới thiệu tượng siêu dẫn + Giới thiệu ứng dụng tượng siêu dẫn Yêu cầu học sinh thực C3 c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em tiến hành thí nghiệm đọc sách giáo khoa Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao giáo viên vào vở, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi học sinh: + Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất kim loại giảm liên tục Đến gần 0K, điện trở kim loại bé + Một số kim loại hợp kim, nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn T c điện trở suất đột ngột giảm xuống Ta nói vật liệu chuyển sang trạng thái siêu dẫn + Các cuộn dây siêu dẫn dùng để tạo từ trường mạnh e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thơng qua tiêu chí q trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn Hoạt động : Hiện tượng nhiệt điện, Củng cố, giao nhiệm vụ nhà a) Mục tiêu hoạt động:Hiện tượng nhiệt điện, Củng cốgiao nhiệm vụ nhà b) Nội dung: + Giới thiệu tượng nhiệt điện + Giải thích + Ghi nhận tượng + Tóm tắt kiến thức + Yêu cầu học sinh nhà làm tập từ đến trang 78 sgk 13.10, 13.11 sbt c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em tiến hành thí nghiệm đọc sách giáo khoa Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao giáo viên vào vở, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi học sinh: e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thơng qua tiêu chí q trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn IV Câu hỏi kiểm tra đánh giá học DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 3.1 Một dây bạch kim 20oC có điện trở suất o=10,6.10-8 m Tính điện trở suất dây dẫn 500 oC Coi điện trở suất bạch kim khỏang nhiệt độ tăng tỉ lệ bậc theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở = 3,9.10-3 K-1 A = 31,3.10-8 m B = 20,7.10-8 m C = 30,4.10-8 m D = 34,3.10-8 m 3.2 Một bóng đèn (220 V -75 W) có dây tóc làm vonfram Điện trở dây tóc đèn 25 0C R0 = 55,2 Ω Tính nhiệt độ t dây tóc đèn đèn sáng bình thường Coi điện trở suất bạch kim khoảng nhiệt độ tằng tỉ lệ bậc theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở α = 4,5.10-3 K-1 A t = 2597 0C B t = 2350 0C C t = 2400 0C D t = 2622 0C 3.3 Một bóng đèn Đ: (220 V – 100 W) sáng bình thường nhiệt độ dây tóc 2000 0C, điện trở đèn thắp sáng A 484 Ω B 45,5 Ω C 2,2 Ω D 48,4 Ω 3.4 Một bóng đèn Đ: (220 V – 100 W) sáng bình thường nhiệt độ dây tóc 2000 0C ,điện trở đèn không thắp sáng (ở nhiệt độ 20 0C) có giá trị (Cho biết dây tóc đèn làm Vơnfrơm có hệ số nhiệt điện trở 4,5.10-3 K-1) A 488 Ω B 484 Ω C 49 Ω D 4,9 Ω 3.5 Khi hiệu điện hai cực bóng đèn U1 = 20 mV cường độ dịng điện chạy qua đèn I1 = mA, nhiệt độ dây tóc bóng đèn t1 = 25 0C Khi sáng bình thường, hiệu điện hai cực bóng đèn U2 = 240 V cường độ dịng điện chạy qua đèn I2 = A Biết hệ số nhiệt điện trở α = 4,2.10-3 K-1 Nhiệt độ t2 dây tóc đèn sáng bình thường A 2600 0C B 3649 0C C 2644 K D 2917 0C CẶP NHIỆT ĐIỆN 3.6 Khi nhúng đầu cặp nhiệt điện vào nước đá tan, đầu lại nhúng vào nước sơi suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện 0,860 mV Hệ số nhiệt điện động cặp nhiệt điện A 6,8 μV/K B 8,6 μV/K C 6,8 V/K D 8,6 V/K 3.7 Dùng cặp nhiệt điện Cu – Constantan có hệ nhiệt điện động αT = 42,5 μV/K nối với milivôn kế để đo nhiệt độ nóng chảy thiếc Giữ nguyên mối hàn thứ cặp nhiệt điện nước đá tan nhúng mối hàn thứ hai vào thiếc nóng chảy Khi milivơn kế 10,03 mV Nhiệt độ nóng chảy thiếc A 335 0C B 353 0C C 236 0C D 326 0C 3.8 Cặp nhiệt điện Sắt – Constantan có hệ số nhiệt điện động αT = 50,4 μV/K điện trở r =0,5 Ω Nối cặp nhiệt điện với điện kế G có điện trở RG = 19,5 Ω.Đặt mối hàn thứ vào khơng khí nhiệt t1 = 27 0C, nhúng mối hàn thứ hai vào bếp điện có nhiệt độ 327 0C Cường độ dòng điện chạy qua điện kế G A 0,756 mA B 0,576 mA C 675 mA D 765 mA 3.9 Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện trở = 65 V/ K đặt khơng khí nhiệt độ 20 oC, cịn mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 232 oC Suất điện động nhiệt cặp nhiệt điện A 13,0 mV B 13,6 mV C 14 mV D 13 mV 3.10 Nguyên tử lượng đồng 64.10-3 kg/mol; khối lượng riêng 9.103 kg/m3 Biết nguyên tử đồng đóng góp xấp xỉ êlectron tự Mật độ êlectron tự đồng n = 8,5.1028 êlectron/m3 B n = 84,7.1028 êlectron/m3 C n = 3469.1023 êlectron/m3 D n = 42,8.1017 êlectron/m3 A 3.11 Một sợi dây đồng có điện trở 50 Ω nhiệt độ 0C hệ số nhiệt điện trở đồng 4,3.10-3 K-1 Điện trở dây đồng nhiệt độ 50 0C A 67,5 Ω B 65,7 Ω C 65,07 Ω D 60,75 Ω 3.12 Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số αT đặt khơng khí 20 0C, cịn mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 500 0C, suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt mV Hệ số αT có giá trị: A 1,25.10-4 V/K B 12,5 V/K C 1,25 V/K D 1,25 mV/K ... êlectron/m3 B n = 84,7 .10 28 êlectron/m3 C n = 34 69 .10 23 êlectron/m3 D n = 42,8 .10 17 êlectron/m3 A 3 .11 Một sợi dây đồng có điện trở 50 Ω nhiệt độ 0C hệ số nhiệt điện trở đồng 4 ,3. 10 -3 K -1 Điện trở dây... nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở = 3, 9 .10 -3 K -1 A = 31 ,3. 10 -8 m B = 20,7 .10 -8 m C = 30 ,4 .10 -8 m D = 34 ,3. 10 -8 m 3. 2 Một bóng đèn (220 V -75 W) có dây tóc làm vonfram Điện trở dây tóc đèn 25 0C... nhân gây điện trở kim loại Hạt tải điện kim loại electron tự Mật độ chúng cao nên chúng dẫn điện tốt Dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng electron tự tác dụng điện trường Hoạt động 3: a)