Bài 17. Dòng điện trong kim loại –

Điện trở suất và hệ số nhiệt , điện trở của một số kim loại tiêu biểu. Làm thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của điện trở dây tóc bóng đèn 6,2 V – 0,5 A vào hiệu điện thế đặt vào bóng đèn, ta được kết quả ghi ở Bảng 17.2 và đặ e Ôn – ampe trên Hình 17-1. Từ đó, em Có thể rút ra các kết luận gì ?Bang 17.2 Kết quả thí nghiệm với bóng đèn 62W YO 6102,0304,05060O2 3 4 5 6 7. UV)Hình 17.1 Đặc tuyển vÔn-ampe của điện trở dây tóc bóng đèn.881. Các tính chất điện của kim loại • Kim loại là chất dẫn điện tốt Độ lớn của điện trở suất p của các kim loại rất nhỏ (điện dẫn suất ơ = — của chúng rất lớn) (xem Bảng 17.1). • Dòng điện trong Kim loại [[[ản theo định luật Om, nếu nhiệt độ kim loại được giữ không đổi (xem Bài 10). • Dòng điện chạy qua dây dẩn kim loại gây ra Tác dụng nhiệt (xem Bài 12). • Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ. Thí nghiệm chứng tỏ điện trở suất p của kim loại phụ thuộc nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất: p = pol + O (t – to)] (17.1) trong đó p) là điện trở suất ở 10 (°C) (thường lấy là 20°C): 0, được gọi là hệ số nhiệt điện trở, có đơn vị là K-1. Trên Bảng 17.1 có ghi giá trị của pụ và O của một số kim loại tiêu biểu. nhiệt độ, vào cả độ sạch và chế độ gia công vật liệu. 2. Êlectron tự do trong kim loại a) Ta đã biết (xem SGK Vật lí 10), các kim loại ở thể rắn có cấu trúc tinh thể. Trong kim loại, các nguyên tử bị mất êlectron hoá trị trở thành các ion dương, các ion dương sắp xếp một cách tuẩn hoàn, trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. b) Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử thì chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể. Các electron này được gọi là ẻlectron tự do: chúng tạo thành khí électron tự do choán toàn bộ thể tích của tỉnh thể kim loại. Trên Hình 17.2 là một ô mạng tinh thể của đồng.Các kim loại khác nhau có mật độ electron (số electron tự do trong một đơn vị thể tích) khác nhau: mật độ này có giá trị không đổi đối với mỗi kim loại.Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, chuyển động hỗn loạn của các electron tự do không tạo ra dòng điện trong kim loại (Hình 17.3).3. Giải thích tính chất điện của kim loại Các tính chất điện của kim loại có thể giải thích được dựa trên sự có mặt của các electron tự do trong kim loại (thuyết electron về tính dẫn điện của kim logai). a). Bản chất dòng điện trong kim loại Khi đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện thế, ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn (Hình 17.4), do chịu tác dụng của lực điện trường, các electron tự do chuyển động có hướng, ngược chiều điện trường. Do đó, có sự dịch chuyển có hướng của các hạt tải điện, nghĩa là có dòng điện chạy trong kim loại. Vậy, dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều dien truròng. Mật độ hạt tải điện (electron tự do) trong kim loại rất lớn, vào cỡ mật độ nguyên tử kim loại (1028/m3), vì thế kim loại dẩn điện tốt. b) Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại (do chuyển động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể, sự , —- :ܢ1. ܘܬܘܝ à .1ܝܬ݁ ܪܶܥܐ ܓܝ da hç và các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại tạo ra) đã cản trở chuyển động có hướng của các electron tự do, làm cho chuyển động của electron bị lệch hướng. Đó là nguyên nhânMuốn làm một dây dẫn có điện trở gần như không thay đổi theo nhiệt độ thì nên dùng vật liệu nào ?Hình 17,2 Một ô mạng tinh thể của đồng.Các hình tròn màu xanh trong hình vẽ là các ion đồng.Hình 17,3 Chuyển động của êlectron qua tiết diện thẳng của dây kim loại dụng Củ điện trường. Sự phụ thuộc của điện trở vật dẫn kim loại vào nhiệt độ được ứng dụng để chế tạo các nhiệt kế điện trở dùng để đo nhiệt độ. Nhiệt kế điện trở cóCao (đến l ), hoa (đến -200°C) với độ chính xác cao (có thể đến 0,0001°C). 2 phận chủ yếu của nhiệt kế ện trở là một sợi dây mảnh bằng latin quấn quanh một lõi cách điện.h chính xác ở các nhiệt độ hác nhau. Vì thế, khi đặt dây đó ào khu vực cẩn đo nhiệt độ, chỉ cần biết điện trở của dây là có thể biết Jc nhiệt độ. Giá trị của nhiệt độ này được ghi ngay trên dụng cụ đo.89 1. Câu nào sai ? A. Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. B. Dòng diện trong kim loại tuân theo định luật Ôm nếu nhiệt độ trong kim loại được giữ không đổi C. Hạt tải diện trong kim loại là ion. D. DÔng điện chạy qua dãy dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bài 17. Dòng điện trong kim loại

--Chọn Bài--

↡

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!