Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI 1,2,3,4,5,6,7,8,9 TRANG 78 SGK LÝ 11:
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
A. Tóm tắt lý thuyết: Dòng điện trong kim loại
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
1. Trong kim loại, các nguyên tử bị mất êlectron hoá bị trở thành các ion dương. Các ion
dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. Chuyển động nhiệt
của các ion càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự
2. Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các êlectron tự do với mật độ n không
đổi (n = hằng số). CHúng chuyển động hỗn loạn tạo thành khí êlectron tự do choán toàn bộ
thể tích của khối kim loại và không sinh ra dòng điện nào
3. Điện trường do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí êlectron trôi ngược chiều điện
trường, tạo ra dòng điện
4. Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của êlectron tự do, là nguyên nhân
gây ra điện trở kim loại. Các loại mất trật tự thường gặp làchuyển động nhiệt của các ion
trong mạng tinh thể, sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học và các nguyên tử lạ lẫn
trong kim loại. ĐIện trở của kim loại rất nhạy cảm với các yểu tố trên.
Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại cho thấy hạt tải điện trong kim loại là êlectron
tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt. Nhiều tính chất khác của dòng
điện trong kim loại cũng có thể suy ra từ thuyết này
Vậy, dòng điện trong kim loại là chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng
của điện trường
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
Thí nghiệm chứng tỏ điện trở suất p của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng đúng theo
hàm bậc nhất: p = p0 [1 + α(t – t0 )] trong đó p0 là điện trở suất ở t0C ( thường lấy 200C); α là
hệ số nhiệt điện trở, đơn vị đo là K-1
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp
Khi nhiệt độ càng giảm, mạng tinh thể càng bớt mất trật tự nên sự cản trở của nó đến
chuyển động của êlectron càng ít, điện trở suất của kim lạo giảm liên tục. Đến gần 0 K, điện
Trang | 1
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
trở của các kim loại sạch đều rất bé. Đồ thị biểu diễn điện trở suất của đồng theo nhiệt độ
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
được vẽ trên hình 13.1
Khi hạ nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất của một số chất đột ngột
giảm xuống bằng 0. Ta nói vật liệu đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn. Giá trị Tc phụ thuộc
vào các chất khác nhau.
IV. Hiện tượng nhiệt điện
Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kimloại còn cho thấy, nếu sợi dây kim loại có một đầu
nóng và một đầu lạnh, thì chuyển động nhiệt của êlectron sẽ làm cho một phần êlectrontự
do ở đầu nóng dồn về đầu lạnh. Đầu nóng sẽ tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm.
Giữa đầu nóng và đầu lạnh có một hiệu điện thế nào đấy. Nếu lấy hai dây kim loại khác loại
nhau và hán hai đầu với nhau, một mối hàn giữa ở nhiệt độ cao, một mối hàn ở nhiệt độ
thấp, thì hiệu điện thế ở đầu nóng và đầu lạnh của từng dây không giống nhau, khiến trong
mạch có một suất điện động ξ. ξ được gọi là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn
hai đầu và nhau gọi là cặp nhiệt điện:
ξ = αt(T1 – T2)
Trong đó T1 – T2 là hiệu nhiệt điện ở đầu nóng và đầu lạnh, αt là hệ số nhiệt điện động, phụ
thuộc vào bản chất của hai laoị vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện,
Suất điện động nhiệt điện tuy nhỏ nhưng rất ổn định theo thời gian và điều kiện thí nghiệm,
nên cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ
B. Hướng dẫn giải bài 1,2,3,4,5,6,7,8,9 trang 78 sgk Lý 11: Dòng điện trong kim loại
Bài 1 trang 78 SGK Vật lí 11 - Chương 3 - Dòng điện trong các môi trường
Hạt tải điện trong kim loại là loại êlectron nào? Mật độ của chúng vào cỡ nào?
Hạt tải điện trong kim loại là loại êlectron tự do, đó chính là các iôn hóa trị đã tách khỏi
nguyên tử.
Bài 2 trang 78 SGK Vật lí 11
Vì sao điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng?
Sở dĩ điện trở của kim loại tăng vì khi nhiệt độ tăng lên thì độ mất trật tự của mạng tinh thê
Trang | 2
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
tăng do đó độ linh động của các êlectron tự do bị cản trở nhiều hơn.
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Bài 3 trang 78 SGK Vật lí 11
Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau như thế nào?
Điện trở của kim loại thường có giá trị xác định nào đó thay đổi theo nhiệt độ, còn đối với
kim loại siêu dẫn, điện trở bằng không.
Bài 4 trang 78 SGK Vật lí 11
Do đâu mà cặp nhiệt điện có suất điện động?
- Với một sợi dây dẫn kim loại có một đầu nóng và một đầu lạnh, thì chuyển động nhiệt của
êlectron sẽ làm cho một số êlectron ở đầu nóng dồn về đầu lạnh. Khi đó đầu nóng tích điện
dương, đầu lạnh tích điện âm. Giữa đầu nóng và đầu lạnh có một hiệu điện thế.
- Khi dùng hai dây dần kim loại khác nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữ nhiệt
độ cao, một mối hàn ở nhiệt độ thấp thì hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của từng
dây sè khác nhau, khiến cho mạch có một suất điện động gọi là suất điện động nhiệt điện.
Bài 5 trang 78 sgk vật lí 11
Phát biểu nào là chính xác
Các kim loại đều:
A. Dẫn điện tốt, có điện trở suất không thay đổi.
B. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ
C. Dẫn điện tốt như nhau, có điêj trở suất thay đổi theo ngiệt độ
D. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ giống nhau.
Hướng dẫn giải:
Chọn B
Tính chất chung của kim loại đều dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ.
Bài 6 trang 78 sgk vật lí 11
Phát biểu nào là chính xác
Hạt tải điện trong kim loại là
Trang | 3
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
A. các êlectron của nguyên tử
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
B. êlectron trong cùng của nguyên tử
C. các êlectron hoá trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể
D. các êlêctron hoá trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể
Hướng dẫn giải:
Chọn D
Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng các êlectron hoá trị chuyển động có hướng trong
mạng tinh thể
Bài 7 trang 78 sgk vật lí 11
Một bóng đèn 220V - 100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc đèn là 20000C.
Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi
trường là 200C và dậy tóc đèn làm bằng vofam
Điện trở của bóng đèn khi sáng bình thường (2000°C):
Bài 8 trang 78 sgk vật lí 11
Khối lượng mol nguyên tử của đồng là 64.10-3 kg/mol . Khối lwọng riêng của đồng
là 8,9.103 kg/m3. Biết rằng mỗi nguyên tử đồng đóng góp 1 êlectron dẫn
a) Tính mật độ êlectron tự do trong đồng
b) Một dậy tải điện bằng đồng, tiết diện 10 mm2, mang dòng điện 10A. Tính tốc độ trôi của
electron dẫn trong dây dẫn đó
Hướng dẫn giải:
a. Mật độ:
Trang | 4
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
n = NA. D/A = 6,023.1023. 8,9.103/(64.10-3) = 8,375.1028/m3
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
b. Điện trở của dây dẫn:
Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn: U=IR= 16,9 V
Cường độ điện trường trong dây dẫn:
E = U/l = 1,69. 10-2 V/m
Vận tốc trôi:
= 4,37.10-3.1,69.10-2 = 7,38.10-5m/s
Bài 9 trang 78 sgk vật lí 11
Để mắc đường dây tải điện từ điểm A đến địa điểm B, ta cần 1000 kg dây đồng. Muốn thay
dây đồng bằng dây nhôm mà vẫn đảm bảo chất lượng truyền điện, ít nhất phải dùng bao
nhiêu kg nhôm? Cho biết khối lượng riêng của đồng là 8 900 kg/m3, của nhôm là 2 700
kg/m3.
Hướng dẫn giải:
Điều kiện: R không đổi, suy ra:
(l = AB, S là tiết diện dây, p* là điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn). Khối lượng dây: mCu =
pCuSCul; mAl = pAlSAll (p là khối lượng riêng của vật liệu làm dây dẫn).
Trang | 5
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
Suy ra: mAl = 490 kg,
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Website Hoc247.vn cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh tiếng.
I. Luyện Thi Online
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
- Luyên thi ĐH, THPT QG với đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng.
- H2 khóa nền tảng kiến thức luyên thi 6 môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.
- H99 khóa kỹ năng làm bài và luyện đề thi thử: Toán,Tiếng Anh, Tư Nhiên, Ngữ Văn+ Xã Hội.
II. Lớp Học Ảo VCLASS
Học Online như Học ở lớp Offline
- Mang lớp học đến tận nhà, phụ huynh không phải đưa đón con và có thể học cùng con.
- Lớp học qua mạng, tương tác trực tiếp với giáo viên, huấn luyện viên.
- Học phí tiết kiệm, lịch học linh hoạt, thoải mái lựa chọn.
- Mỗi lớp chỉ từ 5 đến 10 HS giúp tương tác dễ dàng, được hỗ trợ kịp thời và đảm bảo chất lượng học tập.
Các chương trình VCLASS:
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 6 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.
- Hoc Toán Nâng Cao/Toán Chuyên/Toán Tiếng Anh: Cung cấp chương trình VClass Toán Nâng Cao,
Toán Chuyên và Toán Tiếng Anh danh cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9.
III. Uber Toán Học
Học Toán Gia Sư 1 Kèm 1 Online
- Gia sư Toán giỏi đến từ ĐHSP, KHTN, BK, Ngoại Thương, Du hoc Sinh, Giáo viên Toán và Giảng viên ĐH. Day kèm Toán mọi câp độ từ Tiểu học đến ĐH hay các chương trình Toán Tiếng Anh, Tú tài quốc tế IB,…
- Học sinh có thể lựa chọn bất kỳ GV nào mình yêu thích, có thành tích, chuyên môn giỏi và phù hợp nhất.
- Nguồn học liệu có kiểm duyệt giúp HS và PH có thể đánh giá năng lực khách quan qua các bài kiểm tra
độc lập.
- Tiết kiệm chi phí và thời gian hoc linh động hơn giải pháp mời gia sư đến nhà.
Trang | 6
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
