Ảnh 2 Kho để thiết bị thí nghiệm liên thơng với phịng thực hành của trường THPT Tân Kỳ

D. Kiểm tra đột xuất trực tiếp tại phịng học bộ mơn/ phịng thực hành/ Kho thiết bị

Ảnh 2 Kho để thiết bị thí nghiệm liên thơng với phịng thực hành của trường THPT Tân Kỳ

Ảnh 2. Kho để thiết bị thí nghiệm liên thơng với phịng thực hành của trường THPT Tân Kỳ 1

Ảnh 4. Phịng học thực hành vật lý trường THPT Dân tộc nội trú Con Cuơng

Ảnh 6 . Phịng dành cho các giờ TN thực hành vật lý trường THPT Anh Sơn 1

2e.Sản phẩm tự làm của HS về mạch chỉnh lưu

Ảnh 7. Mạch chỉnh lưu tự làm của HS

Phụ lục 3.

3a. Video clip thí nghiệm giáo khoa (đính kèm CD) 3b. Giáo án điện tử ( đính kèm CD)

Giáo án 3 DỊNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

I.Ý tượng sư phạm

- Áp cho biện pháp dạy

Khi soạn bài học này, tơi muốn tạo điều kiện để HS tham gia vào các thao tác sau: - Làm thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của điện trở dây tĩc bĩng đèn

- Vận dụng thuyết êlectrơn tự do trong kim loại để giải thích một cách định tính các tính chất dẫn điện của kim loại

II. Mục tiêu1. Kiến thức 1. Kiến thức

- Nêu được các tính chất điện của kim loại. Trình bày được sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.

- Hiểu được sự cĩ mặt của các electron tự do trong kim loại. Vận dụng thuyết electron tự do trong kim loại để giải thích một cách định tính các tính chất dẫn điện của kim loại.

2. Kỹ năng

- Sử dụng thuyết electron tự do để giải thích các tính chất dẫn điện của kim loại.

III. Chuẩn bị

Giáo viên: chuẩn bị các hình vẽ Học sinh

- Ơn tập tính chất dẫn điện của kim loại đã học ở THCS và định luật Ơm cho đoạn mạch, định luật Jun – Lenxo

- Ơn lại cấu trúc tinh thể của kim loại ở thể rắn lớp 10 THPT

IV. Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Kiểm tra, đặt vấn đề ( 7 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- Nêu bản chất dịng điện trong kim loại? Khi bật cơng tắc đèn ta thấy đèn sáng ngay lập tức. Chắc là cĩ các electron chuyển động với vận tốc rất lớn từ nguồn điện tới đèn cĩ phải như vậy khơng?

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- Hãy trình bày các tính chất dẫn điện của kim loại mà em biết?

Bổ sung: Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ:

[

]

=ρ α ρ

Trong đĩ ρ0_{là điện trở suất ở t0 (}0C) (thường lấy 200C);

α

HS thảo luận

- Kim loại là chất dẫn điện tốt. Điện trở suất của kim loại rất nhỏ, điện dẫn suất của kim loại lớn.

- Dịng điện trong kim loại tuân theo định luật Ơm, nếu nhiệt độ của kim loại được giữ khơng đổi.

- Dịng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.

Hoạt động 3: Tìm hiểu electron tự do trong kim loại ( 15 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- Electron tự do trong kim loại được tạo thành như thế nào? Trong các kim loại khác nhau thì mật độ electron tự do khác nhau khơng?

Gợi ý:

- Tại sao nĩi kim loại ở thể rắn cĩ cấu trúc tinh thể

- Electron nào được chuyển động tự do trong mạng tinh thể kim loại?

GV bổ sung: các electron tự do chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể, chúng tạo thành các khí electron tự do chiếm tồn bộ

HS thảo luận

- Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hĩa trị trở thành các ion dương, các ion dương sắp xếp một cách tuần hồn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.

- Các electron hĩa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể, gọi là các electron tự do.

thể tích của tinh thể kim loại

- Các electron tự do chuyển động như thế nào khi khơng cĩ điện trường ngồi tác dụng?

tự do khác nhau. Mật độ electron tự do khơng đổi đối với mỗi kim loại.

- Khi khơng cĩ tác dụng của điện trường ngồi, chuyển động hỗn loạn của electron tự do khơng tạo ra dịng điện trong kim loại.

Hoạt động 4: Giải thích tính chất dẫn điện của kim loại ( 10 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- Dựa trên sự cĩ mặt của các electron tự do trong kim loại hãy giải thích các tính chất dẫn điện của kim loại?

Gợi ý:

- Bản chất của dịng điện trong kim loại là gì? Các hạt tải điện là hạt nào?

Vậy: dịng điện trong kim loại là dịng dịch chuyển cĩ hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường.

- Nguyên nhân nào gây ra sự cản trợ chuyển động của các electron tự do hay gây ra điện trở của kim loại?

Bổ sung : Ngồi ra cĩ sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học và sự lẫn các nguyên tử lạ trong kim loại cũng gây ra sự cản trợ chuyển động của các electron tự do

- Điện trở suất của kim loại càng tăng hay càng giảm khi nhiệt độ của kim loại tăng?

HS thảo luận

- Khi đặt vào hai đầu vật dẫn bằng kim loại một hiệu điện thế, ngồi chuyển động nhiệt hỗn loạn, do chịu tác dụng của lực điện trường, các electron tự do chuyển động cĩ hướng, ngược chiều điện trường, sinh ra dịng điện.

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

- Các ion trong của mạng tinh thể kim loại dao động vì nhiệt quanh vị trí cân bằng đã cản trở chuyển động của các electron tự do, làm cho chuyển động của các electron bị lệch hướng. Đĩ là nguyên nhân cơ bản gây ra điện trở của kim loại.

- Dịng điện chạy qua dây dẫn bằng kim loại gây ra tác dụng gì? Tại sao?

- Khi va chạm với các ion dương của mạng tinh thể, vận tốc của electron tăng hay giảm? - Động năng của electron bị giảm khi va chạm được chuyển thành dạng năng lượng nào?

của mạng tinh thể càng tăng, càng làm tăng sự cản trợ chuyển của electron tự do. Vì vậy khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng.

- Khi electron va chạm với ion dương đã truyền một phần động năng cho mạng tinh thể, động năng này làm tăng nội năng của kim loại tức là làm cho nhiệt độ của kim loại tăng. Vì vậy dây dẫn bằng kim loại nĩng lên khi cĩ dịng điện chạy qua.

Hoạt động 5: Củng cố bài học (5 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- Yêu cầu HS làm việc với phiếu học tập Hướng dẫn học ở nhà:

- Làm bài tập 1, 2, 3 SGK

- Ơn tập tính chất dẫn điện của kim loại

Cá nhân nhận nhiệm vụ

Giáo án 4 Hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng siêu dẫn I.Ý tượng sư phạm

- Giáo án này thể hiện cho biện pháp dạy

Khi soạn bài học này, tơi muốn tạo điều kiện để HS tham gia vào các thao tác sau: - Mơ tả một số hiện tượng nhiệt điện, hiện tượng siêu dẫn

- Làm thí nghiệm về dịng nhiệt điện

II. Mục tiêu

1. Kiến thức

- Hiểu được hiện tượng nhiệt điện và một số ứng dụng của nĩ. - Hiểu được hiện tượng siêu dẫn và một số ứng dụng của nĩ.

- Quan sát GV tiến hành TN từ đĩ rút ra kết luận - Giải thích hiện tượng vật lý: hiện tượng nhiệt điện

III. Chuẩn bịGiáo viên Giáo viên

- Thí nghiệm về dịng nhiệt điện

Học sinh

- Ơn tập tính chất dẫn điện của kim loại

IV. Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Kiểm tra, đặt vấn đề ( 5 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- Nêu các tính chất dẫn điện của kim loại Khi tăng nhiệt độ thì điện trở của kim loại tăng, khi giảm nhiệt độ thì điện trở của kim loại giảm. Vậy cĩ khi nào điện trở của kim loại bằng khơng?

Cá nhân nhận thức vấn đề bài học

Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng nhiệt điện (20 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

GV giới thiệu TN

Hai sợi dây: một sợi dây đồng và một sợi dây constantan được nối với nhau bằng hai mối hàn A và B. Hệ thống trên được nối với điện kế như hình vẽ

HS dự đốn hiện tượng xảy ra khi tiến hành TN

- Hiện tượng gì xảy ra khi dùng đèn cồn tăng độ chênh lệch nhiệt độ của hai mối hàn A và

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

HS thảo luận

- Khi đốt đèn cồn vào một mối hàn sẽ xuất hiện dịng điện chạy trong mạch

- Khi đốt nĩng mối hàn A bằng đèn cồn, kim điện kế quay, chứng tỏ cĩ dịng điện chạy

mA

Constantan Đồng

GV tiến hành TN và yêu cầu HS chú ý quan sát hiện tượng xảy ra.

Thơng báo: dịng điện ở trên gọi là dịng nhiệt điện và suất điện động tạo nên dịng nhiệt điện trong mạch gọi là suất điện động nhiệt điện. Dụng cụ cĩ cấu tạo như trên gọi là cặp nhiệt điện

- HS đọc SGK tìm hiểu khải quát về hiện tượng nhiệt điện

Nêu câu hỏi giải thích hiện tượng:

- Tại sao khi sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn thì trong mạch xuất hiện dịng nhiệt điện?

Gợi ý:

- Hạt tải điện của dịng nhiệt điện là hạt nào? - Dịng nhiệt điện cĩ phải là dịng điện trong kim loại khơng?

- So sánh sự chuyển động vì nhiệt của các hạt tải điện ở hai đầu mối hàn?

- Cường độ dịng điện nhiệt điện phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ như thế nào? Làm TN như thế nào để kiểm tra điều đĩ? Nêu câu hỏi gợi ý cách tiến hành TN

- Cĩ thể hạ thấp nhiệt độ của mối hàn B để làm tăng độ chênh lệch nhiệt độ khơng? Hạ thấp nhiệt độ mối hàn B bằng cách nào? GV tiến hành TN và HS quan sát để rút ra kết luận

GV từ từ nhúng mối hàn B vào cốc nước đá đang tan, yêu cầu HS quan sát vào gĩc lệch

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

HS thảo luận

- Khi cĩ sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn, ta cĩ mơi trường dẫn điện khơng đồng nhất, các hạt tải điện ở nơi cĩ nhiệt độ cao hoặc nơi cĩ mật độ lớn sẽ dịch chuyển về nơi cĩ nhiệt độ thấp hoặc mật độ thấp. Kết quả là giữa các vùng khơng đồng nhất hình thành hiệu điện thế, và trong mạch kín gồm hai thanh kim loại đĩ hình thành một suât HS thảo luận

- Hạ thấp nhiệt độ mối hàn B bằng cách nhúng mối hàn vào nước đá đang tan, quan sát độ lệch của kim điện kế.

Hiện tượng: Gĩc lệch của kim điện kế tăng chứng tỏ dịng nhiệt điện tăng khi độ chênh

của kim điện kế

Người ta đã làm nhiều TN chứng tỏ rằng khi hiệu nhiệt độ T1 −T2 _{giữa hai mối hàn}

khơng lớn, thì suất điện động nhiệt độ tỉ lệ thuận với hiệu nhiệt độ đĩ:

)(T₁ T₂ (T₁ T₂

T −

=α ε

Với αTlà hệ số nhiệt động phụ thuộc vào vật liệu làm cặp nhiệt điện.

Người ta đã ứng dụng cặp nhiệt điện để chế tạo ra nhiệt kế nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ rất cao cũng như rất thấp mà nhiệt kế thơng thường khơng thể đo được.

Ngồi ra người ta cịn chế tạo ra pin nhiệt điện bằng cách ghép nhiều cặp nhiệt điện. Hiệu suất của pin nhiệt điện khoảng 0,1%. Nếu dùng hai bán dẫn làm pin nhiệt điện thì hiệu suất của pin nhiệt điện bán dẫn sẽ cao hơn nhiều

lệch nhiệt độ của hai mối hàn tăng Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tương siêu dẫn ( 15 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Giới thiệu TN về hiện tượng siêu dẫn thực hiện đối với kim loại thủy ngân và kết quả TN được biểu diễn trên đồ thị

HS suy nghĩ trả lời 0,09

GV nêu câu hỏi HS tìm hiểu hiện tượng - Thí nghiệm được nhà vật lý làm khảo sát sự phụ thuộc của đại lượng nào?

- Dựa vào đồ thị trên, hãy mơ tả sự phụ thuộc của điện trở của thủy ngân vào nhiệt độ? Khi hạ thấp nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ Tc nào đĩ, điện trở của kim loại (hay hợp kim) đĩ giảm đột ngột đến giá trị bằng khơng, hiện tượng đĩ gọi là hiện tượng siêu dẫn. Khi đĩ kim loại hay hợp kim cĩ tính siêu dẫn. Vì vậy, nếu trong một vịng dây siêu dẫn cĩ dịng điện chạy, thì dịng điện này sẽ duy trì rất lâu, sau khi bỏ nguồn điện đi.

HS đọc SGK để tìm hiểu về ứng dụng của vật liệu siêu dẫn trong thực tế.

- Ngày nay việc tìm kiếm vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ cao là một trong các vấn đề được quan tâm đặc biệt

- Từ kết quả TN biểu diễn trên đồ thị ta thấy: Điện trở của thủy ngân phụ thuộc vào nhiệt độ, giảm dần nhiệt độ xuống gần 4,15K thì điện trở của thủy ngân giảm đột ngột xuống giá trị bằng khơng.

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

Hoạt động 4: Củng cố bài học( 5 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Yêu cầu HS thiết kế phương án thí nghiệm - Để dịng nhiệt điện ở thí nghiệm trên ta phải

làm như thế nào?

GV tiến hành thí nghiệm, yêu cầu HS quan sát và rút ra kết luận

- Làm các bài tập 1, 2 SGK

- Ơn lại tác dụng hĩa học của dịng điện và sự điện li trong SGK hĩa học

HS thảo luận nhĩm, trả lời

- Dùng thí nghiệm ở trên, khi nung nĩng đầu A quan sát kim điện kế lệch. Để cho nguội mối hàn A, dùng đèn cồn đốt nĩng mối hàn B. Nếu kim điện kế lệch ngược lại so với trường hợp ban đầu chứng tỏ chiều của dịng nhiệt điện ngược với chiều ban đầu.

Quan sát thí nghiệm thấy dịng nhiệt điện đổi chiều

Phụ lục 5. Minh chứng thực nghiệm sư phạm 5a. Đề kiểm tra thực nghiệm số 1

( Thời gian: 15 phút )

Câu 1. Bản chất dịng điện trong chất bán dẫn là

A. Dịng chuyển dời cĩ hướng của các electron tự do

B. Dịng chuyển dời cĩ hướng của các electron dẫn và lỗ trống C. Dịng chuyển dời cĩ hướng của các electron và ion

A. Ở nhiệt độ thấp, mọi bán dẫn khơng cĩ hạt tải điện

B. Bán dẫn tinh khiết dẫn điện ở nhiệt độ cao vì các mối liên kết cộng hĩa trị bị phá vỡ C. Bán dẫn loại n chỉ dẫn điện bằng electron

D. Bán dẫn loại p chỉ dẫn điện bằng lỗ trống.

Câu 3. Hạt tải điện cơ bản trong bán dẫn loại n là

A. Electron tự do B. Lỗ trống

C. Electron tự do và lỗ trống D. Ion âm và ion dương

Câu 4. Hạt tải điện cơ bản trong bán dẫn loại p là

A. Electron tự do B. Ion âm và ion dương

C. Electron và ion dương D. Lỗ trống

Câu 5. Chọn câu đúng

A. Trong bán dẫn, mật độ electron luơn luơn bằng mật độ lỗ trống B. Nhiệt độ càng cao, bán dẫn dẫn điện càng tốt

C. Bán dẫn p tích điện dương, vì mật độ lỗ trống lớn hớn mật độ electron

D. Bán dẫn cĩ điện trở suất cao hơn kim loại, vì trong bán dẫn cĩ hai hạt tải điện trái dấu, cịn trong kim loại chỉ cĩ một loại

ĐÁP ÁN

Câu 1 2 3 4 5

Đáp án B B A D B

5b. Đề kiểm tra thực nghiệm số 2

( Thời gian: 15 phút )

Câu 1 : Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt mang điện tự do trong chất điện phân là do: A. Sự tăng nhiệt độ của chất điện phân

B. Sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực

C. Sự phân ly của các phân tử chất tan trong dung mơi D. Sự trao đổi electron với các điện cực