+ Định luật Faraday thứ nhất: Khối lượng vật chất được giải phúng ở điện cực của bỡnh điện phõn
tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bỡnh đú.
m = kq
Trong đú, k là đương lượng điện hoỏ của chất giải phúng điện cực.
+ Định luật Faraday thứ hai: Đương lượng điện hoỏ k của một nguyờn tố tỉ lệ với đương lượng
gam n A của nguyờn tố đú. Hệ số tỉ lệ là F 1
, trong đú F được gọi là số Faraday.
k= F 1 . n A
Kết hợp hai định luật Faraday ta thiết lập được cụng thức tớnh khối lượng chất điện phõn giải phúng ở điện cực: m = F 1 . n A It Lưu ý: + m(kg) = 7 10 . 65 , 9 1 . n A It + m(g) = 4 10 . 65 , 9 1 . n A It F = 96.500C/mol. 3. Dũng điện trong chất khớ
- Trong điều kiện thường thỡ chất khớ khụng dẫn điện. Chất khớ chỉ dẫn điện khi trong lũng nú cú sự ion húa cỏc phõn tử.
- Dũng điện trong chất khớ là dũng chuyển dời cú hướng của cỏc ion dương, ion õm và cỏc electron do chất khớ bị ion húa sinh ra.
- Khi dựng nguồn điện gõy hiệu điện thế lớn thỡ xuất hiện hiện tượng nhõn hạt tải điện trong lũng chất khớ.
- Quỏ trỡnh phúng điện vẫn tiếp tục được quy trỡ khi khụng cũn tỏc nhõn ion húa chất khớ từ bờn ngồi gọi là quỏ trỡnh phúng điện tự lực.
- Hồ quang điện là quỏ trỡnh phúng điện tự lực hỡnh thành dũng điện qua chất khớ cú thể giữ được nhiệt độ cao của catod để nú phỏt được eletron bằng hiện tượng phỏt xạ nhiệt điện tử.
4. Dũng điện trong chõn khụng
- Là dũng chuyển động ngược chiều điện trường của cỏc electron bứt ra từ điện cực. - Diot chõn khụng chỉ cho dũng điện đi qua theo một chiều, nú gọi là đặc tớnh chỉnh lưu.
- Dũng electron được tăng tốc và đổi hướng bằng điện trường và từ trường và nú được ứng dụng ở đốn hỡnh tia catot (CRT).
5. Dũng điện trong chất bỏn dẫn
- Một số chất ở phõn nhúm chớnh nhúm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khỏc nhau cú thể dẫn điện hoặc khụng dẫn điện, gọi là bỏn dẫn.
- Bỏn dẫn dẫn điện hằng hai loại hạt tải là electron và lỗ trống.
- Ở bỏn dẫn tinh khiết, mật độ electron bằng mật độ lỗ trống. Ở bỏn dẫn loại p, mật độ lỗ trống rất lớn hơn mật độ electron. Ở bỏn dẫn loại n, mật độ electron rất lớn hơn mật độ lỗ trống.
- Lớp tiếp xỳc n – p cú đặc điểm cho dũng điện đi theo một chiều từ p sang n. Đõy gọi là đặc tớnh chỉnh lưu. Đặc tớnh này được dựng để chế tạo diot bỏn dẫn.
- Bỏn dẫn cũn được dựng chế tạo transistor cú đặc tớnh khuyếch đại dũng điện.
B . BÀI TỐN VỀ HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN
Phương phỏp: sử dụng cỏc định luật Farađõy về hiện tượng điện phõn
* Định luật Farađõy I:
m = kq = k.I.t
Trong đú, k (Kg/C) là đương lượng điện hoỏ của chất giải phúng điện cực. * Định luật Farađõy II:
m = F 1 . n A It Trong đú: F = 96500 Kg/C.
m (g) khối lượng giải phúng ở điện cực I (A) cường độ dũng điện qua bỡnh điện phõn t (s) thời g ian dũng điện qua bỡnh điện phõn A: nguyờn tử lượng ( khối lượng mol) n: húa trị của chất thoỏt ra ở điện cực
Chỳ ý: 1.Khi bài toỏn yờu cầu tỡm cường độ dũng điện qua bỡnh điện phõn thỡ lưu ý:
+ Nếu bỡnh điện phõn cú hiện tượng dương cực tan thỡ xem như điện trở thuần.
+ Nếu bỡnh điện phõn khụng cú hiện tượng dương cực tan thỡ xem như là may thu và ỏp dụng định luật ễm trong trường hợp cú mỏy thu.
2. Trong trường hợp chất giải phúng ở điện cực là chất khớ thỡ ta vẫn ỏp dụng cụng thức trờn để tỡm khối lượng của khớ thoỏt ra và từ đú tỡm thể tớch ( ở điều kiện chuẩn 1mol khớ chiếm thế tớch 22400cm3).
C. BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Một tấm kim loại được đem mạ niken bằng phương phỏp điện phõn. Biết diện tớch bề
mặt kim loại là 40cm2, cường độ dũng điện qua bỡnh là 2A, niken cú khối lượng riờng D = 8,9.103kg/m3, A =58, n=2.
Tớnh chiều dày của lớp niken trờn tấm kinh loại sau khi điện phõn 30 phỳt. Coi niken bỏm đều lờn bề mặt tấm kim loại. Hướng dẫn: Sử dụng cụng thức: m = F 1 . n A It
- Chiều dày của lớp mạ được tớnh: d = . . 0,03 . . . . .
V m A I t mm
S S D F n S D= = =
Bài 2: Điện phõn dung dịch H2SO4 với cỏc điện cực platin, ta thu được khi hidro và ụxi ở điện cực. Tớnh thể
tớch khớ thu được ở mỗi điện cực (ở điều kiện tiờu chuẩn) nếu dũng điện qua bỡnh điện phõn cú cường độ I = 5A và trong thời gian t = 32 phỳt 10 giõy.
Hướng dẫn:
- Khối lượng Hiđrụ thu được ở catot:
m1 = F F 1 . 1 1 A n It = 0,1 g.
- Thể tớch Hiđrụ thu được ở catot: V1 = 0,1.22400 1200 3
2 = cm .
m2 = F F 1 . 2 2 A n It = 0,8 g. - Thể tớch ụ xi thu được là: V2 = 0,8 .22400 560 3 32 = cm .
Bài 3: Cho mách ủieọn nhử hỡnh veừ. Trong ủoự boọ nguồn coự 10 nguồn gioỏng nhau moĩi nguồn coự suaỏt ủieọn ủoọng ξ = 4V vaứ ủieọn trụỷ trong r = 0,2Ω maộc thaứnh 2 daừy, moĩi daừy coự 5 nguồn. ẹeứn ẹ coự ghi (6V -
18W). Caực ủieọn trụỷ R1 = 5Ω ; R2 = 2,9Ω ; R3 = 3Ω ; RB = 5Ω vaứ laứ bỡnh ủieọn phãn ủửùng dung dũch Zn(NO3)2 coự cửùc dửụng baống Zn. ẹieọn trụỷ cuỷa dãy noỏi khõng ủaựng keồ. Tớnh :
a) Cửụứng ủoọ doứng ủieọn cháy trong mách chớnh. b) Lửụùng Zn giaỷi phoựng ra ụỷ cửùc ãm cuỷa bỡnh ãm ủieọn phãn trong thụứi gian 2 giụứ 8 phuựt 40 giãy. Bieỏt Zn coự hoựa trũ 2 vaứ coự nguyẽn tửỷ lửụùng 65.
c) Hieọu ủieọn theỏ giửừa hai ủieồm A vaứ M.
Bài 4: Cho mách ủieọn nhử hỡnh veừ. Trong ủoự ủeứn ẹ coự ghi
(6V - 6W) ; R1 = 3Ω ; R2 = R4 = 2Ω ; R3 = 6 Ω ; RB = 4Ω vaứ laứ bỡnh ủieọn phãn ủửùng dung dũch CuSO4 coự cửùc dửụng baống ủồng ; boọ nguồn gồm 5 nguồn gioỏng nhau moĩi caựi coự suaỏt ủieọn ủoọng ξ coự ủieọn trụỷ trong r =
0,2Ω maộc noỏi tieỏp. Bieỏt ủeứn ẹ saựng bỡnh thửụứng. Tớnh : a) Suaỏt ủieọn ủoọng ξ cuỷa moĩi nguồn ủieọn.
b) Lửụùng ủồng giaỷi phoựng ụỷ cửùc ãm cuỷa bỡnh ủieọn phãn sau thụứi gian 32 phuựt 10 giãy. c) Bieỏt ủồng coự hoựa trũ 2 vaứ coự nguyẽn tửỷ lửụùng 64.
d) Hieọu ủieọn theỏ giửừa hai ủieồm A vaứ N.
Bài 5: Cho mách ủieọn nhử hỡnh veừ. Trong ủoự boọ nguồn coự 10 nguồn gioỏng nhau, moĩi nguồn coự suaỏt ủieọn ủoọng ξ = 3,6V, ủieọn trụỷ trong r = 0,8Ω maộc
thaứnh 2 daừy, moĩi daừy coự 5 nguồn. ẹeứn ẹ coự ghi (6V - 3W). Caực ủieọn trụỷ R1 = 4Ω ; R2 = 3Ω ; R3 = 8Ω ; RB = 2Ω vaứ laứ bỡnh ủieọn phãn ủửùng dung dũch CuSO4
coự cửùc dửụng baống Cu. ẹieọn trụỷ cuỷa dãy noỏi vaứ ampe keỏ khõng ủaựng keồ, cuỷa võn keỏ raỏt lụựn.
a) Xaực ủũnh soỏ chổ cuỷa ampe keỏ vaứ võn keỏ.
b) Tớnh lửụùng Cu giaỷi phoựng ra ụỷ cửùc ãm cuỷa bỡnh ãm ủieọn phãn trong thụứi gian 32 phuựt 10 giãy. Bieỏt Cu coự hoựa trũ 2 vaứ coự nguyẽn tửỷ lửụùng 64.
c) Cho bieỏt ủeứn ẹ coự saựng bỡnh thửụứng khõng ? Tái sao ?
Bài 6: Cho mách ủieọn nhử hỡnh veừ. Nguồn cú coự suaỏt ủieọn ủoọng ξ = 24V, r = 1Ω, điện dung tụ C = 4àFđ.
ẹeứn ẹ coự ghi (6V - 6W). Caực ủieọn trụỷ R1 = 6Ω ; R2 = 4Ω ;Rp = 2Ω vaứ laứ bỡnh ủieọn phãn ủửùng dung dũch CuSO4 coự cửùc dửụng baống Cu.
a. Tớnh điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Tớnh lửụùng Cu giaỷi phoựng ra ụỷ cửùc ãm cuỷa bỡnh ãm ủieọn
phãn trong thụứi gian 16 phuựt 5 giãy. Bieỏt Cu coự hoựa trũ 2 vaứ coự nguyẽn tửỷ lửụùng 64. c. Tớnh điện tớch trờn tụ C. E,r B A R1 R2 Đ C Rp M N
Tuần 12- Tiết 23,24 Ngày soạn: 17/11/2013
Dũng điện trong kim loại và trong chất điện phõn I. MUẽC TIÊU
1. Kieỏn thửực :
Học sinh khắc sõu thờm về bản chất dũng điện trong kim loại .Nguyờn nhõn xuất hiện điện tớch tự do- nguyờn nhõn gõy ra điện trở
Hiểu sự phụ thuộc của điện trở suất kim loại vào nhiệt độ. củng cố cỏc hiện tượng siờu dẫn và hiờn tượng nhiệt điện. Học sinh hiểu được bản chất dũng điện trong chất điện phõn Tỡm hiểu về cơ chế của cỏc hiện tượng xảy ra ở điện cực. Khắc sõu nội dung và cụng thức định luật Faraday.
2 . Kú naờng: Học sinh cú khả năng tư duy giải thớch cỏc hiện tượng liờn quan đến điện phõn
Kĩ năng võn dụng định luật Faraday trong việc giải toỏn định lượng. Kĩ năng vận dụng linh hoạt kiến thức trong trả lời trắc nghiệm
Vận dụng giải 1 số bài toỏn về dũng điện trong kim loại , điện trở suất.
Học sinh vận dung kiến thức trả lời cỏc cõu hỏi định tớnh và trả lời cỏc cõu trắc nghiệm
3. Thái độ: Tích cực tự giác trong học tập. T duy sáng tạo
II. CHUẨN Bề
Giaựo viẽn : + Xem, giaỷi caực baứi taọp sgk vaứ saựch baứi taọp.
+ Chuaồn bũ thẽm noọt soỏ cãu hoỷi traộc nghieọm vaứ baứi taọp khaực.
Hóc sinh : + Giaỷi caực cãu hoỷi traộc nghieọm vaứ baứi taọp thầy cõ ủaừ ra về nhaứ.
+ Chuaồn bũ saỹn caực vaỏn ủề maứ mỡnh coứn vửụựng maộc cần phaỷi hoỷi thầy cõ.
III. PHệễNG PHÁP: Thuyeỏt trỡnh, phaựt vaỏn, ủoọng naừo
IV. TIẾN TRèNH DAẽY – HOẽC
- Hoát ủoọng 1 (5 phuựt)::Kiểm tra bài cũ
- Hạt tải điện trong chất điện phõn? Nguyờn nhõn xuất hiện?
- Giải thớch tại sao khi nhiệt độ tăng thỡ độ dẫn điện của chất điện phõn tăng? - Phỏt biểu cỏc ĐL Faraday ? viết biểu thức?
.Hoát ủoọng 1 (10 phuựt) : Giaỷi caực baứi taọp tửù luaọn.
Hoát ủoọng cuỷa giaựo viẽn Hoát ủoọng cuỷa hóc sinh Noọi dung cụ baỷn
Cãu 2 Hai beồ ủieọn phãn: beồ A ủeồ luyeọn nhõm, beồ B má Niken. Hoỷi beồ naứo coự suaỏt phaỷn ủieọn, beồ naứo coự cửùc dửụng tan? giaỷi thớch?
Cãu 3. Hai bỡnh ủieọn phãn bỡnh A dd bác nitrac cửùc dửụng baống bác vaứ bỡnh B dd ủồng sunphat ủieọn cửùc baống ủồng, hai bỡnh noỏi tieỏp nhau. Sau moọt thụứi gian t = 40 phuựt ủieọn phãn.
a. Tớnh tổ soỏ khoỏi lửụùng caực kim loái baựm vaứo Catot ụỷ hai bỡnh.
b. Cho lửụùng ủồng baựm vaứo Catot ụỷ bỡnh B laứ 1,6gam. Tớnh cửụứng ủoọ qua bỡnh A vaứ lửụùng bác giaỷi phoựng ụỷ Anot.
Toựm taột phãn tớch baứi toaựn Nẽu hửụựng giaỷi
. Tieỏn haứnh giaỷi baứi toaựn Trỡnh baứy keỏt quaỷ
Toựm taột phãn tớch baứi toaựn Nẽu hửụựng giaỷi
. Tieỏn haứnh giaỷi baứi toaựn Trỡnh baứy keỏt quaỷ
Toựm taột phãn tớch baứi toaựn Nẽu hửụựng giaỷi
. Tieỏn haứnh giaỷi baứi toaựn Trỡnh baứy keỏt quaỷ
Cãu 1. Moọt sụùi dãy nhõm coự chiều daứi 200m tieỏt dieọn ngang 1cm2, mang doứng ủieọn coự cửụứng ủoọ khõng ủoồi 4A, bieỏt raống moĩi nguyẽn tửỷ nhõm ủoựng goựp 3 e daĩn. ủieọn trụỷ suaỏt laứ 2,75.10-8Ωm, khoỏi lửụùng riẽng 2700kg/m3
a. Tớnh maọt ủoọ e tửù do trong dãy nhõm. b. Tớnh toỏc ủoọ trõi coự hửụựng cuỷa e tửù do trong dãy.
c. ẹoọ giaỷm theỏ trẽn ủửụứng dãy, cửụứng ủoọ ủieọn trửụứng dóc trong dãy vaứ ủoọ linh ủoọng cuỷa caực electron tửù do.
d. Tớnh nhieọt lửụùng táo ra khi coự doứng ủieọn cháy qua trong thụứi gian 15 giụứ. Giaỷ sửỷ nhieọt lửụùng naứy khõng toỷa ra mõi trửụứng thỡ noự laứm cho dãy nhõm taờng thẽm bao nhiẽu ủoọ cho nhieọt dung riẽng cuỷa nhõm 900 J/kg.ủoọ
Hoát ủoọng cuỷa giaựo viẽn Hoát ủoọng cuỷa hóc sinh Noọi dung cụ baỷn
Sau 15 phuựt laứm baứi cuỷa hs giaựo viẽn hửụựng daĩn giaỷi vaứ cõng boỏ ủaựp aựn
ẹiền ủaựp aựn vaứo phieỏu hóc taọp
Cõu 1: Khi nhiệt độ của dõy Kim loại tăng, điện trở của nú sẽ:
A. Giảm đi B. Khụng thay đổi
C. Tăng lờn D. Ban đầu tăng theo nhiệt độ nhưng sau đú giảm dần. Cõu 2: Cỏc Kim loại khỏc nhau cú điện trở suất khỏc nhau vỡ:
A. Mật độ hạt mang điện trong cỏc Kim loại khỏc nhau thỡ khỏc nhau.
B. Số va chạm của cỏc electron với cỏc Ion của cỏc kim loại khỏc nhau thỡ khỏc nhau C. Số electron trong cỏc kim loại khỏc nhau thỡ khỏc nhau
D. Đỏp ỏn khỏc
Cõu 3 - Chọn cõu sai:
A. Hạt tải điện trong Kim loại là electron tự do
B.Dũng điện trong Kim loại tũn theo định luật ễm nếu nhiệt độ trong KL được giữ khụng đổi. C. Hạt tải điện trong kim loại là Ion.
D. Dũng điện chạy qua dõy dẫn Kim loại gõy ra tỏc dụng nhiệt.
Cõu 4: Nguyờn nhõn gõy ra điện trở của Kim loại là:
A. Do sự va chạm của cỏc electron với cỏc Ion dương ở cỏc nỳt mạng B. Do sự va chạm của cỏc Iụn dương ở cỏc nỳt mạng với nhau
C. Do sự va chạm của cỏc electrron với nhau D. Cả B và C đều đỳng.
Cõu 5: Khi nhiệt độ tăng thỡ điện trở suất của thanh Kim loại cũng tăng vỡ:
A. Chuyển động vỡ nhiệt của cỏc electron tăng lờn B. Chuyển động định hướng của cỏc electron tăng lờn C. Biờn độ dao động của cỏc Ion quanh nỳt mạng tăng lờn D. Biờn độ dao động của cỏc Ion quanh nỳt mạng giảm đi.
Cõu 6: dũng điện trong chất điện phõn là dũng chuyển dời :
A cú hướng của cỏc elộc tron tự do. A. của cỏc ion dương và ion õm.
B. Cú hướng của cỏc ion dương ngược chiều điện trường và cỏc ion õm cựng chiều điện trường. C. Cú hướng của cỏc ion dương cựng chiều điện trường và cỏc ion õm ngược chiều điện trường
Cõu 7: Chọn cõu đỳng:
A. Chất điện phõn dẫn điện tốt hơn kim loại.
B. Chất điện phõn dẫn điện khụng tốt bằng kim loại vỡ chất điện phõn khụng cú hạt mang điện tự do. C. Chất điện phõn dẫn điện khụng tốt bằng kim loại vỡ chất điện phõn cú ớt hạt mang điện tự do hơn,
khối lượng và kớch thước cỏc ion lớn hơn cỏc electron trong kim loại, mội trường chất điện phõn mất trật tự hơn.
D. Chất điện phõn dẫn điện tốt hơn kim loại vỡ chất điện phõn cúnhiều hạt mang điện tự do hơn, khối lượng và kớch thước cỏc ion nhỏ hơn cỏc electron trong kim loại, mội trường chất điện phõn ớt mất trật tự hơn
Cõu 8- Trong hiện tượng Dương cực tan thỡ Kim loại được tải từ :
A. anốt sang katốt nờn anốt bị mũn dần và nồng độ của dung dịch điện phõn khụng thay đổi. B. anốt sang katốt nờn anốt bị mũn dần và nồng độ của dung dịch điện phõn thay đổi. C. katốt sang anốt nờn katốt bị mũn dần và nồng độ của dung dịch điện phõn khụng thay đổi D. katốt sang anốt nờn katốt bị mũn dần và nồng độ của dung dịch điện phõn thay đổi
Tuần 13- Tiết 25-26 Ngày soạn: 23/11/2013
Dũng điện trong chất khớ và trong chất điện phõn I. MỤC TIấU
1. Kiến thức :
Biết cỏch tạo ra dũịng điện trong chõn khơng. Nắm bản chất dũng điện trong chõn khụng. Nắm cỏc tớnh chất ,bản chất và ứng dụng của tia Katốt.
Hiểu bản chất dũng điện trong bỏn dẫn và phõn biệt được bỏn dẫn loại n và p. Nắm cỏc biến đổi tại lớp chuyển tiếp p-n
2. Kĩ năng
Giải thớch được tớnh dẫn điện của bỏn dẫn tinh khiết và bỏn dẫn tạp chất.
Vận dụng đặc điểm của lớp chuyển tiếp p-n trong việc chế tạo cỏc điốt bỏn dẫn , triốt bỏn dẫn. Học sinh rốn luyện khả năng tư duy lơgic trong nghiờn cứu dũng điện trong chõn khơng. Rốn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức trong trả lời trắc nghiệm
Học sinh hiểu nguyờn nhõn xuất hiện cỏc hạt mang điện tự do và bản chất dũng điện trong chất khớ. Học sinh phõn biệt được phõn biệt dũng điện tự lực và khụng tự lực.