Sơ đồ 4: Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức bài Dòng điện trong kim loại
1. Bản chất dòng điện trong kim loại
- Thí nghiệm theo sơ đồ: (nối đèn với nguồn điện bằng dây dẫn kim loại (dây đồng))
K E
R
X Đ Đ
- Đóng khóa K => hiện tượng: đèn sáng => có dòng điện qua dây dẫn kim loại.
- Phối hợp TN với mô hình mạng tinh thể của một số chất (Mô hình mạng tinh thể của đồng: các nguyên tử đồng liên kết với nhau, mỗi nút mạng là một ion đồng, xung quanh mỗi ion có 2 electron hóa trị) để đưa ra nội dung của thuyết e.
Quan sát thí nghiệm và mô hình mạng tinh thể => rút ra nhận xét. Thảo luận nhóm + mô hình Thảo luận nhóm PP và PTDH
- Mô hình: Bản chất dòng điện trong kim loại: Là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do.
- Thí nghiệm ảo về mô hình chuyển động có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường ngoài tạo nên dòng điện trong kim loại.
Nội dung của thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại: + Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể.
+ Các electron tự do tách khỏi nguyên tử, trở thành electron tự do với mật độ n không đổi, chuyển động hỗn loạn tạo thành khí electron tự do.
+ Điện trường do nguồn điện ngoài sinh ra đẩy khí electron trôi ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện.
+ Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của electron tự do là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại.
3. Hiện tƣợng nhiệt điện
PP và PTDH - Thí nghiệm về sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ theo
sơ đồ
K E
R
A V V
- Đốt nóng điện trở bằng ngọn lửa đèn cồn => Quan sát thấy hiện tượng số chỉ của ampe kế giảm dần.
- Nhận xét: U giữa hai đầu điện trở không đổi, I giảm => Điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng.
- Giải thích: Mô hình dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các hạt mang điện (e) và mô hình mạng tinh thể (tinh thể gồm các ion dương ở nút mạng và các e chuyển động quanh nút mạng) => Khi nhiệt độ tăng dao động nhiệt của ion tăng, cản trở chuyển động có hướng của các electron làm điện trở của kim loại tăng.
Quan sát thí nghiệm, nêu vấn đề Thảo luận nhóm, phối hợp kết quả TN với mô hình Thảo luận nhóm - Kết luận về điện trở suất của kim loại: Khi nhiệt độ tăng
điện trở suất của kim loại tăng theo hàm số 0[1+ (t - t )] 0
- Quan sát mô hình đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện trở suất theo nhiệt độ
Nhận xét: Giảm nhiệt độ đến gần 0K thì điện trở suất của kim loại có giá trị rất nhỏ => Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng Khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn TC thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0, các vật liệu ấy chuyển sang trạng thái siêu dẫn.
Thảo luận nhóm.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});