- Giáo viên gợi ý học sinh sử dụng - Học sinh giải thích được: Chất thuyết điện li để xác định các hạt điện phân là chất dễ dàng phân li mang điện tự do trong chất điện tạo thành các iôn[r]
(1)Giáo án Vật Lý 11 Ban GV: Tạ Hồng Sơn CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG Tiết 37 BÀI 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI I MỤC TIÊU Kiến thức + Phát biểu định nghĩa chất dòng điện kim loại + Nêu tính chất điện chung các kim loại, phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ + Nêu nội dung chính thuyết electron tính dẫn điện kim loại và công thức tính điện trở suất kim loại Kó naêng + Giải thích cách định tính các tính chất điện chung kim loại dựa trên thuyết electron tính dẫn điện kim loại + Giải các bài tập có liên quan đến điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ Giải các bài tập suất nhiệt điện động Thái độ - HS tích cực tham tha xây dựng bài II CHUAÅN BÒ Giaùo vieân + Chuẫn bị thí nghiệm đã mô tả sgk + Chuaãn bò thí nghieäm veà caëp nhieät ñieän Hoïc sinh - Ôn lại cấu trúc mạng tinh thể kin loại lớp 10 - Tính dẫn điện kim loại THCS III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Hoạt động 1: Giới thiệu bài - Ở THCS chúng ta đã học dòng điện kim loại, điện trở - HS nghe GV đặt vấn đề vào bài kim loại, tác dụng nhiệt học dòng điện kim loại, chưa biết đầy đủ chất dòng điện kim loại, chưa hiểu kim loại có điện trở, - HS nhận thức vấn đề cần điện trở kim loại phụ nghiên cứu bài học thuộc vào nhiệt độ Bài học hôm giúp ta hiểu vấn đề này Hoạt động 2: Tìm hiểu chất dòng điện kim loại - GV yêu cầu HS đọc SGK, kết - HS tự nghiên cứu SGK theo yêu I Baûn chaát cuûa doøng ñieän hợp điều đã họ lớp 10 cầu GV kim loại chất rắn để trả lời các câu hỏi sau: Mô tả cấu trúc mạng tinh - HS trả lời: kim loại, các thể kim loại Các ion dương nguyên tử bị electron hóa trị - Hạt tải điện kim loại là các mạng tinh thể kim loại có trở thành ion dương xếp electron tự tính chất nào? cách tuần hoàn trật tự tạo thành mạng tinh thể Các ion dao động quanh vị trí cân xác - Khi chưa có điện trường ngoài định.Chuyển động nhiệt các đặt vào kim loại thì các electron tự Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (2) Giáo án Vật Lý 11 Các electron tự kim loại có tính chất nào? Tại gọi chúng là khí electron tự do? Hiện tượng xảy nào đặt vào kim loại điện trường ngoài? Ban ion cang mạnh (nhiệt độ càng cao) thì tinh thể càng trật tự - HS trả lời: các electron tự chuyển động hỗn loạn, không thoát khỏi khối kim loại Các electron tự gọi là khí electron vì chúng chuyển động hỗn loạn các phân tử khí - HS trả lời: Khi đặt điện trường ngoài vào kim loại: Lực điện tác dụng làm các elctron chuyển động ngược chiều điện trường, tạo thành dòng điện GV: Tạ Hồng Sơn chuyển động hỗn loạn nên không có dòng điện - Khi có điện trường E đặt vào thì các electron chuyển động có hướng tạo nên dòng điện kim loại - Vậy dòng điện kim loại là dòng chuyển dời có hướng các electron tác dụng điện - HS trả lời: Trong chuyeån trường Giải thích tượng điện trở động có hướng tác dụng điện trường , các e tự bị cản kim loại? trở va chạm với các ion chuyển động nhiệt (dao động quanh caùc nuùt maïng tinh theå ) vaø đó là nguyên nhân gây điện trở dây dẫn - HS trả lời: Các electron tăng tốc điện trường ngoài Giải thích tượng tỏa nhiệt tương tác với nút mạng thì kim loại? truyền động cho nút mạng, làm dao động mạng tinh thể trở nên càng mạnh và gây tượng tỏa nhiệt Neâu baûn chaát cuûa doøng dieän - HS trả lời: Doøng ñieän kim kim loại? loại là dòng chuyển động có hướng các electron tự tác dụng điện trường - HS trả lời: Kim loại dẫn điện tốt 7.Lý kim loại dẫn điện tốt? vì mật độ electron tự kim loại cao Hoạt động 3: Tìm hiểu phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ -Khi nhiệt độ tăng thì điện trở - HS trả lời: Vì chuyển động kim loại tăng lên hay giảm nhiệt cản trở chuyển động ? các e tự nên nhiệt độ -GV đưa kết luận sơ bộ: tăng, chuyển động nhiệt các II SỰ PHỤ THUỘC CỦA nhiệt độ tăng thì điện trở kim ion maïnh neân laøm cho vieäc caûn ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM loại tăng lên trở chuyển động tăng lên Vì LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ vâỵ nhiệt độ tăng lên thì điện trở tăng - Điện trở suất kim loại -Muoán bieát chính xaùc baèng caùch tăng theo nhiệt độ gần đúng theo thí nghiệm kiểm chứng (GV đưa - HS tiếp thu kiến thức và theo haøm baäc nhaát : thí nghiêm: nguồn điện mắc nối dõi thí nghiệm GV biểu diễn = 0(1 + (t - t0)) tiếp với dây may so và điện kế) Giới thiệu cách tiến hành thí α: Hệ số nhiệt điện trở (K-1) nghiệm ρ0 : điện trở suất vật liệu -TN : Đo cường độ dòng điện nhiệt độ t0 Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (3) Giáo án Vật Lý 11 chạy qua dây dẫn chưa đốt noùng daây daãn -Đo cường độ dòng điện đã đốt nóng dây dẫn So sánh giá trị cường độ dòng điện hai trường hợp trên và kết luận - GV treo hình 13.2 SGK lên bảng yêu cầu HS quan sát đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện trở suất theo nhiệt độ.Từ đồ thị hãy cho biết điện trở suất kim loại phụ thuộc nào vào nhiệt độ? - GV thông báo công thức ρ = ρ0[1 + α(t – t0)] và giới thiệu đơn vị các đại lượng công thức Ban GV: Tạ Hồng Sơn - HS nhận xét: đốt nóng day may so thì số điện kế giảm, chứng tỏ cường độ dòng điện cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn giảm nên điện trở tăng lên Vậy lý thuyết là đúng - HS quan sát đồ thị và đưa nhận xét: đường biểu diễn có dạng gần đường thẳng qua gốc tọa độ nên có thể coi ρ biến thiên bậc với T - Hệ số nhiệt điện trở không phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào độ và chế độ gia công vật liệu đó - HS ghi nhớ các đại lượng công thức - Hệ số nhiệt điện trở không phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào độ và chế độ gia - HS ghi nhận công vật liệu đó - Yêu cầu HS làm câu C1 - HS làm câu C1 Hoạt động 4: Tìm hiểu điện trở kim loại nhiệt độ thấp và tượng siêu dẫn - Khi nhiệt độ càng giảm thì điện - HS trả lời: nhiệt độ càng III Điện trở kim loại trở kim loại nào? giảm thì mạng tinh càng bớt nhiệt độ thấp và tượng trật tự nên điện trở kim sieâu daãn loại giảm theo - Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất kim loại giảm liên tục - GV thông tin: điện trở đa số Đến gần 00K, điện trở kim kim loại giảm liên tục theo nhiệt độ, nhiệt độ thấp điện trở - Học sinh tiếp thu và ghi nhận loại bé kim loại nhỏ không triệt kiến thức; - Một số kim loại và hợp kim, tiêu.Chỉ số kim loại và vật nhiệt độ thấp nhiệt liệu đặc biệt nhiệt độ giảm đến độ tới hạn Tc thì điện trở suất đột nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở kim ngoät giaûm xuoáng baèng Ta noùi loại giảm đến và gọi là các vật liệu đã chuyển tượng siêu dẫn sang traïng thaùi sieâu daãn - GV yêu cầu HS đọc SGK để tìm - HS nghiên cứu SGK và trả lời - Các cuộn dây siêu dẫn hiểu ứng dụng tượng siêu các ứng dụng tượng này dùng để tạo các từ trường dẫn maïnh Hoạt động 5: Tìm hiểu tượng nhiệt điện - Giáo viên mô tả thí nghiệm - Học sinh lắng nghe và nhận thức IV Hiện tượng nhiệt điện hình vẽ 13.4/sgk vấn đề cần nghiên cứu; - Giáo viên yêu cầu học sinh vẽ - Học sinh vẽ sơ đồ thí nghiệm hình vào vở; vào vở; - Nếu lấy hai dây kim loại khác - Hiện tượng gì xảy dùng G và hàn hai đầu với nhau, đèn cồn tăng độ chênh lệch nhiệt độ hai mối hàn A và B băng A B giữ nhiệt độ hai đầu mối hàn khaùc nhau, thì maïch coù moät cách đốt nóng mối hàn? suất điện động E gọi là suất điện - Khi tăng nhiệt độ đầu A lên, theo dõi dịng điện mạch, nhận - Học sinh quan sát thí nghiệm và động nhiệt điện, và hai dây xét kết thu nhận xét kết thí nghiệm dẫn hàn hai đầu vào gọi là - Giáo viên tiến hành thí nghiệm Khi đốt nóng đầu A cặp kim Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (4) Giáo án Vật Lý 11 Ban GV: Tạ Hồng Sơn yêu cầu học sinh quan sát và rút loại hình vẽ ta thấy điện kế G caëp nhieät ñieän nhận xét bị lệch, chứng tỏ mạch đã - Giáo viên yêu cầu học sinh rút xuất dòng điện kết luận? - Suất điện động nhiệt điện : - Giáo viên nhấn mạnh: Dòng điện trên gọi là dòng nhiệt điện và suất điện động gây dòng nhiệt điện gọi là suất nhiệt điện động - Dụng cụ tiến hành thí nghiệm trên gọi là cặp nhiệt điện - Vậy tượng nhiệt điện là gì? Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên - Giáo viên lập luận để rút biểu thức suất nhiệt điện động sách giáo khoa: E = αT(T1 – T2) - Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức dịng nhiệt điện và T: Hệ số nhiệt điện động (K-1) suất điện động nhiệt điện (T1 – T2) : Hiệu nhiệt độ đầu nóng và đầu lạnh - Học sinh làm việc cá nhân, suy nghĩ và nêu lên khái niệm tượng nhiệt điện; - Học sinh ghi nhận công thức tính suất nhiệt điện động; E = αT(T1 – T2) - Giáo viên giới thiệu ưu điểm cặp nhiệt điện; - Học sinh tiếp thu và ghi nhớ kiến - Giáo viên dẫn dắt học sinh phân thức tích và tìm hiểu các ứng dụng tượng nhiệt điện Hoạt động 6: Củng cố, dặn dò - Bản chất dòng điện kim loại, nguyên nhân gây điện trở kim loại - Biểu thức điện trở suất kim loại theo nhiệt độ, tượng siêu dẫn - Cấu tạo cặp nhiệt điện và suất điện động nhiệt điện - Làm các bài tập: 7, 8, SGK C©u Suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện phụ thuộc vào A Nhiệt độ thấp đầu cặp B nhiệt độ cao hai đầu cặp C Hiệu nhiệt độ hai đầu cặp D Bản chất hai kim loại cấu tạo nên cặp C©u Ở 200C điện trở suất bạc là 1,62.10-8 Ω.m Biết hệ số nhiệt điện trở bạc là 4,1.10-3 K-1 Ở 330 K thì điện trở suất bạc là A 1,866.10-8 Ω.m B 3,679.10-8 Ω.m IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY C 3,812.10-8 Ω.m D 4,151.10-8 Ω.m Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (5) Giáo án Vật Lý 11 Tiết 38 Ban GV: Tạ Hồng Sơn BÀI TẬP I MỤC TIÊU Kiến thức - Giúp HS nắm lại các kiến thức dòng điện kim loại: công thức tính điện trở suất cà công thức tính điện trở vật dẫn kim loại vào nhiệt độ Kó naêng + Giải các bài tập có liên quan đến điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ Giải các bài tập suất nhiệt điện động Thái độ - HS tích cực tham tham xây giải bài tập II CHUAÅN BÒ Giaùo vieân - Chuẩn bị trước các bài tập sgk và SBT và số bài tập liên quan Hoïc sinh - Giải trước các bài tập SGK, ôn lại các kiến thức dòng điện kim loại III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ GV đặt câu hỏi kiểm tra bài cũ: - HS nghe giáo viên đặt câu hỏi Câu hỏi kiểm tra bài Nêu chất dòng điện kim loại? Vì điện trở kim loại - GV gọi HS lên trả lời - Học sinh lên trả lời - HS nhận xét câu trả lời tăng nhịt độ tăng? - GV gọi HS nhận xét - GV nhận xét và cho điểm - HS nghe GV nhận xét Hoạt động 2: Hệ thống kiến thức - GV tổ chức để HS ôn lại các - HS trả lời câu hỏi theo yêu cầu I Hệ thống kiến thức và phương kiến thức bài dòng điện GV pháp giải bài tập chất điện phân 𝐷 - Mật độ hạt tải điện - HS trả lời: n = 6,023.1023 kim loại tính nào? 𝐴 - Vận tốc chuyển động hạt tải 𝐼 điện kim loại tính ntn? HS trả lời: V = Nêu tên đại lương |𝑞𝑒|.𝑠 𝑛 công thức? - Điện trở và điện trở suất kim loại xác định nào? - HS trả lời: R = R0[1 + 𝛼(𝑡 ‒ 𝑡0)]⟹ 𝜌 = 𝜌0 - Suất điện động nhiệt điện [1 + 𝛼(𝑡 ‒ 𝑡0)] xác định biểu thức nào? - HS trả lời:𝜉 = 𝛼𝑇 (T1 – T2 ) 1.Mật độ hạt tải điện KL n = 6,023.1023 𝐷 𝐴 ( haït / m3) Trong đo:ù : D là khối lượng riêng kim loại( kg / m3) A là khối lượng mol nguyên tử ( kg / mol ) 2.Vận tốc chuyển động hạt taûi ñieän : V = 𝐼 |𝑞𝑒|.𝑠 𝑛 S ( m2) : tiết diện kim loại Điện trở, điện trở suất kim loại phụ thuộc theo nhiệt độ R = R0[1 + 𝛼(𝑡 ‒ 𝑡0)]⟹ 𝜌 = 𝜌0 [ + 𝛼 (𝑡 ‒ 𝑡 )] Suất điện động nhiệt điện 𝜉 = 𝛼𝑇 (T1 – T2 ) với T1 > T2 ; 𝛼𝑇 hệ số nhiệt điện động ( v/ k ) Hoạt động 3: Giải bài tập - GV gọi HS lên bảng giải bài tập - HS lên bảng giải bài tập 7/78 BT7/ 78 – sgk 7/ 78 SGK SGK Giải Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (6) Giáo án Vật Lý 11 - GV hướng dẫn HS giải bài tập Ban - HS làm theo hướng dẫn GV GV: Tạ Hồng Sơn - Điện trở bóng đèn sáng bình thường: - Điện trở đèn xác định U2 - HS trả lời: Rs 484 biểu thức nào? P - Điện trở đèn 200C - HS trả lời: R xác định nào? R0 t t0 U2 Rs 484 P - Điện trở bóng đèn không thắp sáng ( 200C) Áp dụng công thức điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ 48,8 R R0 1 t t0 R0 R 48,8 t t0 - GV gọi HS lên bảng giải bài tập - HS lên bảng giải bài tập 7/78 SGK BT 8/78 – sgk 8/ 78 SGK - GV hướng dẫn HS giải bài tập - HS làm theo hướng dẫn GV Giải - Mật độ hạt electron tự - Mật độ hạt elextron tự 𝐷 kim loại xác định băng biểu - HS trả lời: n = 6,023.1023 𝐴 thức nào? đồng: n = 6,023.1023 𝐷 𝐴 8,9.103 6,023.1023 = = 64.10 ‒ 8,38.1028 - Tốc độ trôi electron 𝐼 dây đồng tính biểu - HS trả lời: V = thức nào? |𝑞𝑒|.𝑠 𝑛 - Tốc độ e dây dẫn là: V= 𝐼 |𝑞𝑒|.𝑠 𝑛 = 10 - GV gọi HS lên bảng giải bài tập ‒ 19 9/ 78 SGK .10 ‒ 8,38.1028 - HS lên bảng giải bài tập 7/78 1,6.10 SGK =0,746.10-4 - GV hướng dẫn HS giải bài tập Hay v = 7, 46.10-5 ( m/s) - HS làm theo hướng dẫn GV - Viết biểu thức liên hệ điện Baøi 9/78-sgk trở suất dây nhôm và dây đồng? Giải 𝑙 - HS trả lời:R1 = R2 ⟺ 𝜌1 𝑆1 - Để đảm bảo chất lượng truyền - Khối lượng dây đồng và dây 𝑆2 𝜌 𝑙 điện thì điện trở Cu và Al nhôm tính nào? = 𝜌2 ⟺ = phải là không đổi 𝑆 𝑆 𝜌 1 𝑙 Ta coù: R1 = R2 ⟺ 𝜌1 =𝜌 𝑆1 - Từ biểu thức liên hệ khối - HS trả lời:: m1 = D1.S1.l lượng, khối lượng riêng, điện trở m2 = D2.S2.l suất dây nhôm và dây đồng hãy tìm khối lượng nhôm? 𝑆2 𝜌 𝑙 ⟺ = 𝑆2 𝑆1 𝜌 - HS trả lời: m2 = 103 2700 2,75 10 ‒ 8900 1,69.10 ‒ = Ta laïi coù : m1 = D1.S1.l m2 = D2.S2.l 493,6 kg ⟹ m2 = m1 Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com 𝐷2 𝑆2 𝐷1 𝑆1 = m1 (7) Giáo án Vật Lý 11 Ban GV: Tạ Hồng Sơn 𝐷2 𝜌2 𝐷1 𝜌1 ⟹ m2 = 103 2700 2,75 10 ‒ 8900 1,69.10 ‒8 = 493,6 (kg ) Hoạt động 4: Củng cố, dặn dò - Nắm chất dòng điện kim loại - Các công thức đã học bài: dòng điện kim loại - Đọc và chuẩn bị bài: Dòng điện chất điện phân IV RÚT KINH NGHIẾM SAU TIẾT DẠY Tiết 39 + 40 BÀI 14 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN I MỤC TIÊU Kiến thức + Thực câu hỏi nào là chất điện phân, tượng điện phân, nêu chất dòng điện chất điện phân và trình bày thuyết điện li + Mô tả tượng dương cực tan + Phát biểu định luật Faraday điện phân.viết biểu thức và giải thích ý nghĩa các đại lượng + Nêu các ứng dụng tượng điện phân Kó naêng + Vận dụng kiến thức để giải thích các ứng dụng tượng điện phân + Giải các bài tập có vận dụng định luật Faraday Thái độ - HS tích cực hứng thú tham gia xây dựng bài học II CHUẨN BỊ Giáo viên + Chuẩn bị thí nghiệm hình 14.1/sgk; mô hình công nghệ mạ, đúc điện Học sinh + Ôn lại tác dụng hoá học dòng điện và điện li III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Hoạt động 1: Giới thiệu bài - Bản chất chung dòng điện - Bản chất chung dòng điện các môi trường? Môi trường các môi trường là dòng có thể cho dòng điện chạy qua cần chuyển dời có định hướng các phải có điều kiện gì? điện tích tự hay còn gọi - Nhôm là vật liệu quan trọng là các hạt tải điện các ngành công nghiệp điện, điện tử, công nghiệp hàng - Môi trường có thể cho dòng điện không….Để sản xuất nhôm cần chạy qua phải là môi trường có phải có nguồn điện dồi các hạt tải điện, và các hạt tải điện dào Quy trình luyện nhôm dựa có thể chuyển động tự vào tượng nào đã học mà đòi môi trường đó hỏi nhiều lượng vậy? Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (8) Giáo án Vật Lý 11 Ban Hoạt động 2: Tìm hiểu thuyết điện li - Giáo viên phát vấn: Nước cất có - Học sinh phán đoán: Nước cất dẫn điện không? Môi trường nước không dẫn điện, vì cất có chứa các hạt tải điện nước cất mối liên kết H-O là liên không? kết bền vững - Giáo viên yêu cầu học sinh thảo - Học sinh thảo luận theo nhóm luận theo nhóm để thiết lập thiết kế phương án thí nghiệm: phương án thí nghiệm kiểm Dùng bình thuỷ tinh đựng chứng nước cất với hai điện cực đồng, nối hai điện cực với miliampère kế và nguồn điện tạo - Giáo viên tiến hành thí nghiệm thành mạch điện kín Quan sát số hình 14.1 dẫn điện nước miliampère và nhận xét cất, yêu cầu học sinh quan sát và kết thí nghiệm; - Học sinh kết luận: Nước cất nhận xét kết thí nghiệm; không dẫn điện, môi trường nước cất không chứa các hạt tải điện - Trong dung dịch muối, acid và - Học sinh thảo luận theo nhóm và bazơ có dẫn điện không? Nếu có trả lời câu hỏi theo yêu cầu thì hạt tải điện các dung dịch giáo viên: Các dung dịch muối, này là hạt nào? acid và bazơ là các dung dịch điện phân, nó dẫn điện - Hãy thiết kế phương án thí - Học sinh thảo luận theo nhóm nghiệm kiểm chứng nhận định xây dựng phương án thí nghiệm trên? kiểm chứng - Giáo viên tiến hành thí nghiệm, - Học sinh quan sát giáo viên tiến yêu cầu học sinh quan sát và rút hành thí nghiệm và nhận xét: Các kết luận dung dịch muối, acid và bazơ dẫn điện, chứng tỏ các dung dịch đó có các hạt mang điện tự - Hạt tải điện dung dịch điện - Học sinh xác định phân là hạt gì? Tại chất các dung dịch điện phân, các hạt điện phân lại sinh các hạt tải tải điện là các ion dương và ion điện này? âm - Giáo viên gợi ý học sinh sử dụng - Học sinh giải thích được: Chất thuyết điện li để xác định các hạt điện phân là chất dễ dàng phân li mang điện tự chất điện tạo thành các iôn dương và iôn âm phân: Trong các dung dịch, các vì hòa tan vào nước lực hút hợp chất hoá học acid, muối tĩnh điện các ion dương và và bazơ bị phân li (một phần ion âm yếu vì nước có số toàn bộ) thành các nguyên tử điện môi lớn 81 , chuyển động nhóm nguyên tử tích điện gọi là nhiệt làm cho phần các chất ion; ion có thể chuyển động tự đó phân li thành ion dương và âm, dung dịch tạo thành các hạt các ion này chuyển động hỗn loạn tải điện vì nhiệt nước Hoạt động 3: Tìm hiểu chất dòng điện chất điện phân - Dựa vào thuyết điện li trên, ta - HS trả lời: dòng điện chất có thể nói gì chất dòng điện phân là dòng các ion điện ytong chất điện phân? - GV nhấn mạnh: kết luận cần chứng minh thí nghiệm GV vẽ hình 14.3 SGK lên - HS quan sát hình vẽ trên bảng bảng và giới thiệu mạch điện hình Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com GV: Tạ Hồng Sơn I Thuyeát ñieän li - Trong dung dịch, các hợp chất hoá học axít, bazơ, và các muoái bò phaân li ( moät phaàn hay toàn ) thành các nguyên tử hay các nhóm nguyên tử tích điện gọi là ion ; ion chuyển động tự dung dịch và trở thaønh haït taûi ñieän - Ta gọi chung dung dịch vaø chaát noùng chaûy cuûa axit, bazô vaø muoái laø chaát ñieän phaân II Baûn chaát doøng ñieän chaát ñieän phaân - Doøng ñieän chaát ñieän phân là dòng chuyển dời có hướng các ion điện trường (9) Giáo án Vật Lý 11 - GV yêu cầu HS dự đoán tượng xảy dung dịch CuSO4 chưa đóng mạch điện và đóng mạch điên - GV đưa số câu hỏi: Trong dung dịch có hạt tải điện nào? Khi chưa đóng mạch điện thì các hạt tải điện chuyển động nào? Khi đóng mạch điện thì các hạt chuyển động a nào? Tại sao? Ban GV: Tạ Hồng Sơn - HS thảo luận theo nhóm và đưa các dự đoán Chaát ñieän phaân khoâng daãn ñieän tốt kim loại - HS trả lời: dung dịch có các ion: Cu2+ và SO42- - HS trả lời: chưa đóng mạch điện các ion chuyển động hỗn loạn và không có dòng điện - HS trả lời: này thì các ion chuyển động có hướng tác dụng điện trường nên có dòng điện mạch - HS nêu chất dòng điện chất điện phân - HS đọc SGKvà giải thích ( mật độ hạt tải điện, độ linh động, tính trật tự mô trường) - HS ghi nhận và ghi nhớ - Doøng ñieän chaát ñieän phaân không tải điện lượng mà còn tải vật chất theo Tới điện cực có các electron có thể tiếp, còn lượng vật chất đọng lại điện cực, gây tượng ñieän phaân Bản chất dòng điện chất điện phân là gì? - GV yêu cầu HS giải thích chất điện phân dẫn điện tốt không kim loại - GV giới thiệu các quá trình diễn các điện cực và tượng điện phân - GV yêu cầu HS làm câu C1 - HS làm câu C1 Hoạt động 4: Tìm hiểu các tượng diễn điện cực và tượng dương cực tan - Nếu tiến hành thí nghiệm với - Học sinh phân tích quá trình xảy III Các tượng diễn dung dịch CuSO4 cĩ anode làm các iơn đến các điện cực điện cực Hiện tượng dương cực đồng thì tượng gì xảy Quá trình gây phản ứng phụ tan các điện cực? cực âm và cực dương: - Giáo viên yêu cầu học sinh làm + Tại anode: SO 24 + Cu2+ việc theo nhóm thảo luận tìm các CuSO tượng xảy quá trình CuSO tan vào nước tạo điện phân: Phản ứng phụ dung dịch và tiếp phân li làm cho - Các ion chuyển động các + Tại anode: điện cực có thể tác dụng với chất dương cực tan + Tại cathode ++ + Tại cathode: Cu + 2e Cu làm điện cực với dung môi - Khi các ion di chuyển các Cu nguyên tử bám bào bề mặt tạo nên các phản ứng hoá học điện cực thì chúng trao đổi điện cathode tích với các điện cực để trở thành Kết là dương cực bị mịn đi, gọi là phản ứng phụ tượng điện phân phân tử trung hoà nào? và cực âm có đồng bám vào - Giáo viên tiến hành thí nghiệm - Học sinh quan sát giáo viên tiến kiểm tra dự đoán trên, yêu cầu học hành thí nghiệm điện phân dung sinh quan sát và kết luận dịch CuSO4 trường hợp - Giáo viên nhấn mạnh: Khi SO 24 dương cực tan và nhận xét kết chạy anode, nó kéo iôn Cu2+ thu - Hiện tượng dương cực tan xảy vào dung dịch Như đồng Kết quả: Dương cực bị mịn các anion tới anôt kéo anode tan dần dung dịch và âm cực cĩ lớp đồng bám các ion kim loại điện cực Hiện tượng đó gọi là vào vaøo dung dòch tượng dương cực tan - Cá nhân học sinh tiếp thu và ghi - Hiện tượng gì xảy ta dùng nhớ kiến thức điện phân có hai cực graphit và dung dịch điện phân là H2SO4? - Học sinh làm việc theo nhóm để - Giáo viên gợi ý: trả lời các câu hỏi theo yêu cầu + Phân tử H2SO4 bị phân li giáo viên nào? Mô tả chuyển động các iôn dung dịch điện - Phân tử H2SO4 bị phân li thành phân trường hợp các iôn - Điều kiện xảy tượng Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (10) Giáo án Vật Lý 11 chịu tác dụng lực điện trường? +Hiện tượng dương cực tan có xảy không - Giáo viên nhấn mạnh: Trong trường hợp này, không có tượng dương cực tan xảy ra, có nước bị phân tích thành hidro bay cathode, còn SO bay anode - Giáo viên bổ sung kiến thức cho học sinh, trường hợp tượng điện phân dương cực tan thì suất phản điện không - Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận và nhận xét xem trường hợp điện phân dương cực tan thì dòng điện qua chất điện phân có tuân theo định luật Ohm hay không? Và trường hợp điện phân không có dương cực tan? - Giáo viên phân tích: Năng lượng W = Eit phân tích nước thành hidro và ôxi Trong trường hợp này bình điện phân đóng vai trò máy thu điện có suất phản điện Ban GV: Tạ Hồng Sơn 2 dương cực tan: điện phân dung và SO , chịu tác dụng lực điện trường thì iôn H+ bị đẩy dịch muối mà kim loại muối cathode và SO 24 bị chuyển dịch đó làm anôt anốt Vì graphit dẫn điện không tạo thành iôn nên không xảy tượng dương cực không tan H+ - Cá nhân học sinh tiếp thu và ghi nhớ kiến thức + Dòng điện chất điện phân tuân theo định luật Ohm ( I U ) có tượng dương R cực tan, nghĩa là bình điện phân có vai trò điện trở + Ở bình điện phân có dương cực không tan, quá trình điện phân, hai cực có thể khác nhau, thường xuất suất phản điện E và định luật Ohm có dạng : I UE R Hoạt động 5: Tìm hiểu các định luật FA - RA- ĐÂY - Giáo viên nhắc lại thí nghiệm - Học sinh thảo luận theo nhóm để IV Caùc ñònh luaät Fa-ra-ñaây điện phân dung dịch CuSO4 trả lời các câu hỏi theo yêu cầu tượng dương cực tan giáo viên; - Khối lượng đồng giải phóng + Khối lượng m chất giải - Định luật Fa-ra-đây thứ cathode có mối liên hệ nào phóng điện cực tỉ lệ với số với điện lượng chuyển qua bình điện iôn N điện cực: m N phân? - Giáo viên gợi ý: + Tại lại có khối lượng chất giải phóng cathode? Khối lượng này tị lệ nào với số iôn N dịch chuyển phía điện cực không? Điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân quan hệ nào với số iôn N? - Giáo viên cung cấp thông tin: Năm Faraday tiến hành thí nghiệm và có nhận xét trên Từ nhận xét tương tự mà năm 1836 Faraday đã phát biểu thành định luật và gọi là định luật Faraday I: Khối lượng chất giải phóng điện cực tỉ lệ với điện lượng chạy qua bình đó m = kq với k là đương lượng điện hoá chất giải phóng điện cực - Giáo viên phát vấn: + Đương lượng điện hoá nguyên tố có mối liên hệ nào Khối lượng vật chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó m = kq k gọi là đương lượng hoá học chất giải phóng điện - Học sinh tiếp thu và ghi nhận cực (Kg/C) thông tin - Học sinh tiếp thu và ghi nhớ nội dung định luật Faraday: Khối lượng chất giải phĩng - Định luật Fa-ra-đây thứ hai điện cực tỉ lệ với điện lượng chạy Đương lượng điện hoá k qua bình đó nguyên tố tỉ lệ với đương m = kq A lượng gam nguyên tố đó n - Dòng điện là dòng iôn nên ta có Heä soá tæ leä , đó F gọi là F m = moN, mặt khác ta có mo = soá Fa-ra-ñaây + Điện lượng chuyển qua bình điện phân tỉ lệ với số iôn điện cực q N Từ đó ta suy m q = It Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (11) Giáo án Vật Lý 11 Ban GV: Tạ Hồng Sơn với chất hoá học (nguyên tử A A , với NA là số Avogadro k= lượng, hoá trị) nguyên tố đó? NA F n - Giáo viên gợi ý: A Thường lấy F = 96500 C/mol + Khối lượng chất thoát điện cực Ta suy ra: m = N, (1) N Kết hợp hai định luật Fa-racĩ mối liên hệ nào với A nguyên tử lượng nguyên tố? mặt khác ta cĩ q = It = neN với n đây, ta công thức Fa-ra-đây + Điện lượng chuyển qua bình điện phân có mối liên hệ nào với hoá trị nguyên tố? - Giáo viên nhấn mạnh: Đương lượng điện hoá k tỉ lệ với nguyên tử lượng A và tỉ lệ nghịch với hoá trị n nguyên tố là hoá trị nguyên tố và e là điện : tích nguyên tố A m = It It F n => N = (2) ne m là chất giải phóng Từ (1) và (2) ta suy ra: m = moN = điện cực, tính gam A It I: Cường độ dòng điện chạy NAe n qua bình ñieän phaân (A) ; Theo định luật Faraday I ta có: k = t: thời gian dòng điện chạy qua A A c (s) F n n với F = NAe 96500 C/mol không đổi nguyên tố - Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội - Cá nhân học sinh tiếp thu và ghi dung sách giáo khoa để nắm bắt nội nhớ từ sách giáo khoa dung định luật Faraday II - Học sinh nắm được: Đương lượng điện hoá k nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam nguyên tố đó k = c A n A n - Từ định luật Faraday I và định m = - Hãy viết công thức định luật luật Faraday II ta có: Faraday điện phân? A A q It với m là khối F n F n lượng chất giải phóng khỏi điện cực Hoạt động 6: Tìm hiểu các ứng dụng tượng điện phân - Muốn mạ đòng (phủ lớp - Học sinh trả lời câu hỏi theo yêu đồng lên bề mặt) cho vật làm cầu giáo viên: Dùng vật cần thép ta phải làm nào? mạ đồng làm cực âm cho thí nghiệm tượng dương cực tan trên, sau thời gian cho dòng - Nếu muốn mạ bạc cho vật đó ta điện chạy qua, vật cần mạ phải làm nào? phủ lớp đồng lên trên bề mặt V Ứng dụng tượng điện phân: - Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng thực tế sản xuất và đời sống luyên nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện, … - Vậy để mạ chất nào đó lên - Học sinh trả lời câu hỏi theo yêu bề mặt vật thì điện phân dung cầu giáo viên: Ta phải làm dịch muối chất đó có dương cực dương bạc và dung dịch cực làm chất đó và cực âm là điện phân là dung dịch muối Luyện nhôm: (SGK) Mạ điện: (SGK) vật cần mạ kim loại bạc -Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung để nắm thêm công nghệ - Học sinh tiếp thu và ghi nhớ kiến luyện nhôm thức Hoạt động 6: Củng cố, dặn dò - Bản chất dòng điện chất điện phân - Hiện tượng dương cực tan là gì? Điều kiện xảy tượng dương cực tan - Nội dung hai định luật Fa – Ra – Đây - Làm các bài tập: 8, 9,10,11 SGK IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (12) Giáo án Vật Lý 11 Ban GV: Tạ Hồng Sơn Tiết 41 + 42 BÀI TẬP DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN I MỤC TIÊU Kiến thức + Giúp HS nắm chất dòng điện chất điện phân, tượng dương cực tan, các định luật Fa-ra-đay và các ứng dụng tượng điện phân Kỹ + Giải các bài toán liên quan đến định luật Fa-ra-đây Thái độ - HS tích cực tham tham xây giải bài tập II CHUAÅN BÒ Giaùo vieân - Chuẩn bị trước các bài tập sgk và SBT và số bài tập liên quan có vận dụng định luật Fa-ra-đây Hoïc sinh - Giải trước các bài tập SGK, ôn lại các kiến thức dòng điện chất điện phân III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ GV đặt câu hỏi kiểm tra bài cũ: - HS nghe giáo viên đặt câu hỏi Câu hỏi kiểm tra bài Nêu chất dòng điện chất điện phân? Viết các biểu thức - GV gọi HS lên trả lời - Học sinh lên trả lời - HS nhận xét câu trả lời định luật Fa-ra-đây? - GV gọi HS nhận xét - GV nhận xét và cho điểm - HS nghe GV nhận xét Hoạt động 2: Hệ thống kiến thức - GV tổ chức để học sinh ôn tập - HS chuẩn bị trả lơid câu hỏi theo I Hệ thống kiến thức và phương lại các kiến thức dòng điện yêu cầu GV pháp giải bài tập chất điện phân * Định luật Farađây I m = kq = k.I.t - Trong đó, k (Kg/C) là đương lượng điện hoá chất giải - Nêu biểu thức định luật thứ - HS trả lời: m = kq = k.I.t Fa – Ra – Đây? Nêu các đại Trong đó, k (Kg/C) là đương phóng điện cực lượng điện hoá chất giải * Định luật Farađây II lượng công thức? phóng điện cực A m = It F n Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (13) Giáo án Vật Lý 11 Ban GV: Tạ Hồng Sơn Trong đó: F = 96500 C/mol - m (g) khối lượng giải phóng điện cực - Nêu biểu thức định luật thứ A - HS trả lời: m = It Fa – Ra – Đây? Nêu các đại - I (A) cường độ dòng điện qua F n bình điện phân lượng công thức? Trong đó: F = 96500 C/mol - t (s) thời g ian dòng điện qua bình điện phân A: nguyên tử lượng ( khối lượng mol) - n: hóa trị chất thoát - GV nêu chú ý để HS ghi nhớ và - HS ghi nhớ phần chú ý và ghi điện cực Chú ý: + Nếu bình điện phân có vận dụng để giải bài tập nhớ để vận dụng giải bài tập tượng dương cực tan thì xem điện trở Hoạt động 3: Giải bài tập BT11/85 – SGK GV gọi HS lên bảng giải bài tập - HS lên bảng giải bài 11/85 – sgk Giải 11/ 85 SGK Khối lượng đồng muốn bóc - Khối lượng đồng cần bóc - HS trả lời: m = V = dS m = V = dS = 8,9.103.10-5.10-4 dược tính công thức nào? = 8,9.10-6(kg) = 8,9.10-3(g) A Maø m = It - GV yêu cầu HS vận dụng định A F n luật thức Fa – Ra – đây để - HS trả lời: m = F n It m.F n 8,9.10 3.96500.2 tìm thời gian theo yêu cầu bài 3 t = m.F n 8,9.10 96500.2 toán A I 64.10 2 t = 2 A.I 64.10 = 2680(s) 47,73 phút = 2680(s) 47,73 phút Giải Bài 1: Một kim loại đem mạ niken phương pháp - HS ghi chép bài tập vào vở, tiến - Khối lượng Niken bám trên điện phân Biết diện tích bề mặt hành đọc và phân tích bài tập kim loại là: kim loại là 40cm2, cường độ dòng điện qua bình là 2A, niken có khối A m = It lượng riêng D = 8,9.103kg/m3, A F n =58, n=2 Tính chiều dày lớp niken trên - Chiều dày lớp mạ tính: kinh loại sau điện phân 30 - HS tính chiều dày lớp mạ phút Coi niken bám lên bề tính theo công thức định luẩ V m A.I t Fa – Ra – đây mặt kim loại 0,03mm d= S S.D F.n.S.D - GV cho HS ghi chép bài tập vào V m A.I t vở, yêu cầu HS tiến hành đọc và d = S S.D F.n.S.D 0,03mm phân tích bài tập với m tính theo công thức: A m = It - GV yêu câu HS sử dụng công F n thức định luật Fa – Ra – đây Để tìm chiều dày lớp kim loại cần mạ Bài 2: Cho mạch điện hình vẽ - HS ghi chép bài tập vào vở, tiến nguồn có E =8V, r = 0,8; R1 = hành đọc và phân tích bài tập 12 ; R2 = 0,2 R3 = 4 bình E, r điện phân đựng dung dịch CuSO4, anốt đồng , điện trở Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận R2 Lop11.com R R3 Giải Theo định luật Ôm ta có: I R2 RAB R3 r Với RAB = 3 (14) Giáo án Vật Lý 11 bình điện phân Rp = 4 Tính a HĐT hai điểm A, B b Cường độ dòng điện qua bình điện phân c Lượng đồng giải phóng catot thời gian 16 phút giây Ban - GV cho HS ghi chép bài tập vào vở, yêu cầu HS tiến hành đọc và phân tích bài tập GV: Tạ Hồng Sơn 12 1A Vậy I 0,2 0,8 -Hiệu điện hai điểm A, B UAB = I.RAB = 1.3 = 3V b Cường độ dòng điện qua bình điện phân U I p AB 0,75 A Rp - Cường độ dòng điện qua mạch - HS trả lời: I R R R r AB chính tính nào? - HĐT hai điểm A, B - HS trả lời: UAB = I.RAB = 1.3 = 3V tính nào? A - Khối lượng đồng giải - HS trả lời: : m = It F n phóng catot tính tính biểu thức nào? 64.0,75.965 m 0,24 g 96500.2 c Lượng Cu giải phóng catot là: theo định luật Fa – Ra – đây A Ta có: m = It F n Với F = 96500 C/mol, A = 64, n = 2, t = 965s, Ip = 0,75A 64.0,75.965 0,24 g Vậy: m 96500.2 Giải - Điện trở tương đương mạch ngoài là: Bài 3: Cho mạch điện hình: R3 R4 E = 13,5V, r = 1 ; R1 = 3 ; R3 - HS ghi chép bài tập vào vở, tiến R2 R1 = R4 = 4 hành đọc và phân tích bài tập R R4 2 RN E,r Bình điện phân đựng dung dịch R3 R4 R2 R1 CuSO4, anốt đồng, có điện r R R trở R2 = 4 R Hãy tính : N - Cường độ dòng điện qua mạch a) Điện trở tương đương RMN M chính là: R3 mạch ngoài, cường độ dòng điện qua nguồn, qua bình điện phân 13,5 E 4,5 A = I b) Khối lượng đồng thoát 1 RN r R4 catốt sau thời gian t = phút 13 R2 - Cường độ dòng điện qua R1 là: giây Cho Cu = 64, n =2 U I RN c) Công suất nguồn và công I1 MN 3A R1 R1 suất tiêu thụ mạch ngoài Vậy cường độ dòng điện qua bình - GV cho HS ghi chép bài tập vào điện phân là: học, yêu cầu HS đọc và phân Ip = I – Ip = 4,5 – = 1,5A - HS trả lời: tích bài tập R3 R4 b Khối lượng đồng thoát R2 R1 - Từ sơ đồ mạch điện, điện trở catot thời gian t = 193s là: R R 2 tương đương mạch ngoài RN A R3 R4 m = It tính nào? R2 R1 F n R3 R4 64.1,5.193 - Cường độ dòng điện qua mạch 0,096 g - HS trả lời: I E = 96500.2 chính tính nào? RN r c Công suất nguồn điện là 13,5 - Cường độ dòng điện qua bình 4,5 A PE = E I = 13,5.4,5 = 60,75 điện phân tính nào? - HS trả lời: W Ip = I – Ip = 4,5 – = 1,5A - Công suất mạch ngoài là - Khối lượng đồng thoát điện PN = RN I2 = 4,52 = 40,5 W cực tính nào? Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (15) Giáo án Vật Lý 11 Ban GV: Tạ Hồng Sơn A - HS trả lời: m = It - Công suất nguồn điện và công F n suất tiêu thụ mạch ngoài tính nào - HS trả lời: P = E I = 60,75 W E PN = RN I2 = 4,52 = 40,5 W Hoạt động 4: Củng cố, dặn dò - Nắm chất dòng điện chất điện phân - Các công thức định luật Fa – Ra – Đây - Làm các bài tập có sử dụng định luật Fa – Ra – Đây - Đọc và chuẩn bị bài: dòng điện chất khí IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY Tiết 43 + 44 BÀI 15 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ I MUÏC TIEÂU Kiến thức - Nêu chất dòng điện chất khí Nêu nguyên nhân chất khí dẫn điện - Nêu các cách tạo hạt tải điện quá trình dẫn điện không tự lực và dẫn điện tự lực - Nêu quá trình dẫn điện tự lực và dẫn điện không tự lực Các loại phóng điện tự lực và các ứng dụng nó , các dạng phóng điện tự nhiên và đời sống + Trình bày các ứng dụng chính quá trình phóng điện chất khí Kĩ -Phân biệt dẫn điện không tự lực và dẫn điện tự lực chất khí - Reøn luyeän kó naêng laép ñaët , boá trí vaø thao taùc laép ñaët caùc thí nghieäm Thái độ - HS tích cực hứng thú tham gia xây dựng bài II CHUẨN BỊ Giáo viên - Dụng cụ thí nghiệm sơ đồ hình 15.2/sgk – 87; máy Rum – cóp Học sinh - Ôn lại kiến thức chuyển động nhiệt các phân tử chất khí III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, giới thiệu bài - Ngày nay, để tiết kiệm điện - Học sinh tái lại kiến thức và Câu hỏi năng, người thường không dùng trả lời các câu hỏi theo yêu cầu - Trình bày chất dòng các loại bóng đèn dây tóc mà chủ giáo viên; điện chất điện phân, và nêu yếu dùng các loại đèn ống, đèn kết luận chất dòng điện kim loại? thuỷ ngân, đèn natri Tại các - Phát biểu và viết biểu thức định loại đèn này lại tiết kiệm - Học sinh chú ý lắng nghe giáo luật Faraday tượng điện điện năng? - Để làm rõ nguyên nhân viên đặt vấn đề, nhận thức vấn đề phân vấn đề này, hôm chúng ta và hình thành phương pháp nghiên nghiên cứu chất dòng điện cứu nội dung bài học chất khí Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (16) Giáo án Vật Lý 11 Ban Hoạt động 2: Nghiên cứu nguyên nhân chất khí là môi trường cách điện - Giáo viên đưa tình huống: + Nếu chất khí là môi môi trường - HS trả lời: Neáu khoâng khí daãn dẫn điện thì nào ñieän thì chuùng ta seõ bò ñieän giaät thực tế có nhiều đường dây điện trần? - HS giaûi thích: Chaát khí khoâng - Tại chất khí là chất cách dẫn điện vì các phân tử khí điện? trạng thái trung hoà điện, đó chaát khí khoâng coù caùc haït taûi ñieän - Giáo viên hướng dẫn học sinh trả - HS thực câu C1 lời câu hỏi C1 Hoạt động 3: Tìm hiểu dẫn điện chất khí điều kiện thường - Ta hãy làm thí nghiệm đơn - HS nhận thức vấn đề GV đưa giản để xem có thật chất khí là hoàn toàn cách điện hay không - GV tiến hành thí nghiệm - HS nhận xét góc hai lá kim hình 15.1 SGK, yêu cầu HS quan loại và nêu nhận xét: góc hai sát góc hai lá kim loại lá kim loại điện nghiệm điện nghiệm để nhận xét và rút giảm dần theo thời gian, nguyên kết luận nhân là điện đã truyền từ cầu, cần điện nghiệm và các lá kim loại qua không khí đến các vật khác - Hãy thiết kế phương án thí - HS thảo luận và đưa các nghiệm để nghiên cứu dòng điện phương án thí nghiệm chất khí - GV treo hình vẽ thí nghiệm hình - HS quan sát hình vẽ thí nghiệm 15.2 SGK lên bảng, yêu cầu HS đọc SGK để trả lời câu hỏi: Biến trở, vôn kế, và điện kế - HS trả lời: biến trở dùng thay đổi dùng để làm gì mạch? HĐT Avà B Vôn kế dùng để đo HĐT A và B Điện kế dùng để đo cường độ dòng điện chạy qua không khí A và B Vôn kế và điện kế đại lượng - HS trả lời: nào khi: + Khi K mở vôn kế HĐT + Khóa K mở biến trở, điện kế chi số + Vôn kế HĐT biến trở + Khóa K đóng và chưa đốt đèn và HĐT A và B Điện kế ga cường độ dòng điện không khí gần là + Vôn kế HĐT biến trở và HĐT A và B Điện kế cường độ dòng điện không + Khóa k đóng và đốt đèn ga khí có giá trị đáng kể - HS trả lời: điều kiện thường chất khí không dẫn điện (môi - Từ kết thí nghiệm, em có trường cách điện) lại trở nhận xét gì chất khí và rút nên dẫn điện bị kích thích kết luận gì? tác nhân ngoài Hoạt động 4: Tìm hiểu bàn chất dòng điện chất khí - Qua thí nghiệm trên ta thấy - HS thảo luận theo nhóm và đưa Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com GV: Tạ Hồng Sơn I Chất khí là môi trường cách ñieän - Chaát khí khoâng daãn ñieän vì caùc phân tử khí trạng thái trung hoà điện, đó chất khí khoâng coù caùc haït taûi ñieän II Dẫn điện chất khí điêu kiện thường + Trong chaát khí cuõng coù nhöng raát ít caùc haït taûi ñieän + Khi có tác nhân ion hoá thì chaát khí xuaát hieän caùc haït tải điện Khi đó chất khí có khả naêng daãn ñieän III Bản chất dòng điện (17) Giáo án Vật Lý 11 điều kiện định thì chất khí trở nên dẫn điện Vậy hạt tải điện chất khí là hạt nào? Chúng có giống hạt tải điện kim loại và chất điện phân hay không? - Giải thích không khí bị đốt nóng hay chiếu xạ thì trở nên dẫn điện? - Những tác động bên ngoài gây nên ion hóa chất khí gọi là tác nhân ion hóa - Vậy chất dòng điện chất khí là gi? - Tại quá trình dẫn điện chất khí mô tả trên gọi là quá trình dẫn điện không tự lực? - Giáo viên giới thiệu đường đặc trưng VA hình 15.4/sgk – 88; - Dòng điện chất khí có tuân theo định luật Ohm hay không? - Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, nghiên cứu đặc trưng VA để rút nhận xét - Giáo viên yêu cầu học sinh mô tả phụ thuộc cường độ dòng điện chất khí vào hiệu điện trên đồ thị - Tại hiệu điện quá lớn thì cường độ dòng điện chất khí tăng nhanh? Mật độ các hạt tải điện thay đổi nào hiệu điện hai đầu khối khí quá lớn? Ban các câu trả lời GV: Tạ Hồng Sơn chất khí Sự ion hóa khí và tác nhân ion hóa Tác nhân ion hoá đã ion hoá các - HS trả lời: đốt nóng không khí chiếu xạ thì số phân phân tử khí thành các ion dương, tử bớt electron và trở thành ion âm và electron tự ion dương Các electron tự có thể kết hợp với phân tử khí trung - Doøng ñieän chaát khí laø hòa trở thành ion âm dòng chuyển dời có hướng - HS nêu chất dòng điện caùc ion döông theo chieàu ñieän trường, các ion âm và các chất khí - HS trả lời: vì chất khí khơng tự electron tự ngược chiều điện dẫn điện mà phải nhờ các tác trường nhân bên ngoài đưa hạt tải điện Quá trình dẫn điện không tự vào - HS quan sát đường đặc trưng lực chất khí vôn – ampe Quaù trình daãn ñieän cuûa chaát khí nhờ có tác nhân ion hoá gọi là - HS trả lời: đường đặc tuyến vôn – ampe khơng phải là đường thẳng quá trình dẫn điện không tự lực nên dòng điện chất khí Noù chæ toàn taïi ta taïo haït taûi không tuân theo định luật Ôm điện khối khí hai cực và biến ta ngừng - HS trả lời: đoạn oa: U nhỏ, dòng vieäc taïo haït taûi ñieän điện tăng dần theo U Đoạn ab: U đủ lớn, cường độ dịng Quá trình dẫn diện không tự lực điện đạt giá trị bão hòa khoâng tuaân theo ñònh luaät OÂm Đoạn bc: U quá lớn, I tăng nhanh U tăng - Học sinh nắm được: Các hạt tải điện đầu tiên tác nhân iôn hoá sinh là electron kích thước nhỏ và iôn dương Electron kích thước nhỏ iôn dương nên quãng đường dài iôn dương trước va chạm với phân tử chất khí Khi hiệu điện tăng lớn, lượng điện trường đủ Hiện tượng nhân số hạt tải lớn, electron nhận động ñieän chaát khí quaù đủ lớn để va chạm với phân tử trung hồ và làm iơn hố nĩ, biến trình dẫn điện không tự lực nĩ thành electron tự và iơn Hiện tượng tăng mật độ hạt tải dương Khi đó mật độ hạt tải điện ñieän chaát khí doøng ñieän tăng và chất khí dẫn điện tốt chaïy qua gaây goïi laø hieän tượng nhân số hạt tải điện - HS theo dõi bài giảng và lĩnh hội - GV dựa vào hình 15.5 SGK để trình bày tượng nhân số hạt tải điện Hoạt động 5: Tìm hiểu quá trình dẫn điện tự lực chất khí - Từ định nghĩa quá trình dẫn - HS trả lời: là quá trình dẫn điện IV Quá trình dẫn điện tự lực khơng tự lực Hãy định nghĩa quá cĩ thể tự trì ta khơng cần chất khí và điều kiện để Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (18) Giáo án Vật Lý 11 trình dẫn điện tự lực là gì? Ban GV: Tạ Hồng Sơn dùng các tác nhân bên ngồi để tạo quá trình dẫn điện tự lực liên tục đưa hạt tải điện vào - Quá trình phóng điện tự lực - Vậy có cách nào làm cho chaát khí laø quaù trình phoùng hệ điện cực và chất khí có thể tự - HS đọc SGK và trả lời theo nội điện tiếp tục giữ dung đã nêu SGK tạo hạt tải điện? không còn tác nhân ion hoá tác - GV nêu cách chính tạo hạt động từ bên ngoài tải điện SGK Hoạt động 6: Tìm hiểu tia lửa điện và điều kiện tạo tia lửa điện ứng dụng tia lửa điện - Cho HS đọc mục V, SGK và trả - HS đọc mục V SGK và trả lời lời câu hỏi caâu hoûi - Tia lửa điện là gì? - Điều kiện để tạo tia lửa điện? - HS trả lời: Tia lửa ñieän laø quaù trình phóng điện tự lực chất khí đặt hai điện cực điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và electron tự - Học sinh nắm điều kiện để có tia lửa điện không khí là điện trường đạt đến giá trị ngưỡng khoảng 3.106V/m V Tia lữa điện và điều kiện tạo tia lữa điện Ñònh nghóa - Tia lữa điện là quá trình phóng điện tự lực chất khí đặt hai điện cực điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và electron tự Điều kiện để tạo tia lữa ñieän: (SGK) - GV giới thiệu điều kiện để tạo - HS theo dõi và ghi nhớ tia lửa ñieän theo baûng 15.1 SGK - HS trả lời: Dùng để đốt hỗn - Nêu các ứng dụng tia lửa hợp xăng không khí động Ứng dụng ñieän? - Dùng để đốt hỗn hợp xăng cô xaêng - GV nêu trường hợp - HS giải thích tượng sét không khí động xăng tia lửa điện là sét Yêu cầu HS giải - Giải thích tượng sét trong tự nhiên thích nguyên nhân sét và cách tự nhiên phòng tránh tác hại sét Hoạt động 7: Tìm hiểu hố quang điện và điều kiên tạo hồ quang điện ứng dụng hồ quang điện - Cho HS đọc mục VI SGK, trả - HS đọc mục VI SGK và trả lời VI Hồ quang điện và điều kiện taïo hoà quang ñieän caâu hoûi lời câu hỏi Ñònh nghóa - HS trả lời: Hoà quang ñieän laø - Hoà quang ñieän laø quaù trình quá trình phóng điện tự lực xảy - Hồ quang điện là gì? phóng điện tự lực xảy trong chất khí áp suất chất khí áp suất thường thường áp suất thấp đặt áp suất thấp đặt hai điện hai điện cực có hiệu điện cực có hiệu điện không lớn không lớn Hoà quang ñieän coù theå keøm theo - Nêu các tượng kèm theo - HS trả lời: Hồ quang điện có toả nhiệt và toả sáng mạnh thể kèn theo toả nhiện và toả Điều kiện tạo hồ quang coù hoà quang.ñieän? saùng raát maïnh ñieän - Dòng điện qua chất khí giữ - Điều kiện để tạo hồ quang - HS trả lời:Điều kiện để tạo hồ quang điện là: Hai điện cực được nhiệt độ cao catôt để điện? làm nĩng đỏ để dễ dàng phát xạ catôt phát electron electron Sau đĩ xảy tượng tượng phát xạ nhiệt phóng điện từ lực kèm theo tỏa electron nhiệt và phát sáng mạnh mẽ Ứng dụng - HS trả lời: Hồ quang diện có - Hồ quang diện có nhiều ứng - Nêu các ứng dụng hồ nhiều ứng dụng hàn điện, dụng hàn điện, làm đèn Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (19) Giáo án Vật Lý 11 quang ñieän? Ban làm đèn chiếu sáng, đun chảy chiếu vaät lieäu GV: Tạ Hồng Sơn Hoạt động 8: Củng cố, dặn dò - Bản chất dòng điện chất khí - Quá trình dẫn điện tự lực và không tự lực - Tia lửa điện, điều kiện tạo tia lửa điện và ứng dụng - Hồ quang điện, điều kiện tạo hồ quang điện - Làm các bài tập: 7, 8, SGK IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY Tiết 45 BÀI TẬP I MỤC TIÊU Kiến thức + Giúp HS nắm các kiến thức dòng điện chất khí Kỹ + Giải thích và làm các bài tập đơn giản chất khí tương tự SGK Thái độ - HS tích cực tham tham xây giải bài tập II CHUAÅN BÒ Giaùo vieân - Chuẩn bị trước các bài tập sgk và SBT và số bài tập dòng điện không đổi Hoïc sinh - Giải trước các bài tập SGK, ôn lại các kiến thức dòng điện không đổi III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ GV đặt câu hỏi kiểm tra bài cũ: - HS nghe giáo viên đặt câu hỏi Câu hỏi kiểm tra bài Nêu chất dòng điện chất khí ? trình bày nguyên nhân gây - GV gọi HS lên trả lời - Học sinh lên trả lời - HS nhận xét câu trả lời hồ quang điện và tia lửa điện? - GV gọi HS nhận xét - GV nhận xét và cho điểm - HS nghe GV nhận xét Hoạt động 2: giải bài tập dòng điện chất khí - GV gọi HS lên bảng giải bài tập BT 8/ 93 trang 93 sgk Giải - Cường độ điện trường tối thiểu có thể gây phóng điện chất khí E = 3.106 V/m a Khoảng cách đám mây cao 200m và cây cao 10 m d = 190m Vậy HĐT đã sinh tia sét đám mây và cây là: U = E.d = 3.106 190 = 5,7.108V - Khoảng cách giữa đám mây và cây là bao nhiêu? - Cường độ dòng điện trường này đượ tính nào? - Khoảng cách hai cực xe Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (20) Giáo án Vật Lý 11 máy là bao nhiêu ? Ban GV: Tạ Hồng Sơn b Khoảng cách hai cực bugi xe máy d : mm - HĐT tối thiểu hai cực bugi xe máy xe chạy bình thường U = E.d = 3.106 10-3 = 3000 V c Khoảng cách từ đường dây điện 129 kV tới chỗ đứng có nguy bị điện giật là: U 1203 d 0,04m 4cm E 3.106 - Cường độ dòng điện trường này tính nào? - Khoảng cách từ chỗ đường dây điện đến chỗ có nguy điện giật là bao nhiêu? Hoạt động 3: Giải bài tập dòng điện không đổi BT 1:Cho mạch điện hình vẽ: 𝜉1=𝜉2 = 2,5 V; I =1 A ; R = 1,5 Ω Đèn : 3V – 6W Haõy tính : a.rb = ? Ω b.Năng lượng cung cấp cho mạch ngoài thời gian 15 phút c Coâng suaát toång coäng cuûa maïch d Hieäu suaát cuûa maïch ñieän 𝜉1𝜉2 R Giải a Suất điện động nguồn là 𝜉𝑏 = V Điện trở mạch ngoài là: RN = R + R ñ = R + Ta coù : I = 𝜉𝑏 ‒ 𝐼.𝑅𝑁 𝐼 - GV cho HS ghi chép bài tập vào vở, yêu cầu HS tiến hành đọc và phân tích bài toán - GV yêu cầu HS tính suất điện động nguồn và điện trở tương đương mạch ngoài - GV yêu cầu HS tính điện trở nguồn - GV yêu cầu HS tính điện tiêu thụ mạch ngoài và công suất tiêu thụ mạch điện? 𝑈𝑑2 𝑃𝑑 𝜉𝑏 = 1,5+ 1,5 = 3Ω 𝑅𝑁 + 𝑟 𝑏 ⟹ rb = =2Ω b.Năng lượng cung cấp cho mạch ngoài 15 phút là : A = UN I t = RN.I2.t = 1.900 = 2700 J c Công suất tổng cộng mạch P = 𝜉𝑏.I + RN I2 = W d Hiệu suất mạch điện là: 𝑅𝑁 H= = = 0, 𝑅𝑏 + 𝑟 𝑏 - GV yêu cầu HS tính hiệu suất nguồn điện? Bài 4: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ BiÕt E1=2V; E2=8V; r1= r2= 0,5; R1= 10; R2= 9 a Tính Eb và rb, xác định dòng ®iÖn m¹ch vµ dßng ®iÖn qua R1;R2 b Tính nhiệt lượng tỏa điện trë R1;R2 vµ cña m¹ch ngoµi 3s c Xác định hiệu điện hai đầu m¹ch ngoµi vµ ë mçi cùc cña nguån ®iÖn d hiÖu suÊt cña bé nguån ®iÖn BT1 R1 R2 E E r2 r1 Giải a Suất điện động nguồn và điện trở nguồn: Eb = +8 = 10V rb = 0,5 +0,5 = 1 điện trở mạch ngoài là: RN = 19 - Cường độ dòng điện qua mạch là: I= 𝜉𝑏 𝑅𝑁 + 𝑟 𝑏 = 0,5A b Nhiệt lượng tỏa trên: * R1: Q1 = R1.I2.t = 10 0,52.3 = 7,5W - GV cho HS ghi chép bài tập vào vở, yêu cầu HS tiến hành đọc và * R2: Q2 = R2.I2.t = 9.0,52.3 = 6,75W Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận Lop11.com (21)