- Trang chủ
- Lớp 11
- Vật lý
Câu hỏi:
29/05/2020 57,546
A. điện trở của vật dẫn giảm xuống giá trị rất nhỏ khi nhiệt độ giảm xuống thấp
B. điện trở của vật giảm xuống rất nhỏ khi điện trở của nó đạt giá trị đủ cao
C. điện trở của vật giảm xuống bằng không khi nhiệt độ của vật nhỏ hơn một giá trị nhiệt độ nhất định
Đáp án chính xác
D. điện trở của vật bằng không khi nhiệt độ bằng 0 K
Đáp án C. Theo khái niệm về hiện tường siêu dẫn [SGK].
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1:
Trong các nhận định sau, nhận định nào về dòng điện trong kim loại là không đúng?
A. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do
B. Nhiệt độ của kim loại càng cao thì dòng điện qua nó bị cản trở càng nhiều
C. Nguyên nhân điện trở của kim loại là do sự mất trật tự trong mạng tinh thể
D. Khi trong kim loại có dòng điện thì electron sẽ chuyển động cùng chiều điện trường
Câu 2:
Đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế thì nhận định nào sau đây là đúng?
A. Electron sẽ chuyển động tự do hỗn loạn
B. Tất cả các electron trong kim loại sẽ chuyển động cùng chiều điện trường
C. Các electron tự do sẽ chuyển động ngược chiều điện trường
D. Tất cả các electron trong kim loại chuyển động ngược chiều điện trường
Câu 3:
Suất nhiệt điện động của của một cặp nhiệt điện phụ thuộc vào
A. nhiệt độ thấp hơn ở một trong 2 đầu cặp
B. nhiệt độ cao hơn ở một trong hai đầu cặp
C. hiệu nhiệt độ hai đầu cặp
D. bản chất của chỉ một trong hai kim loại cấu tạo nên cặp
Câu 4:
Khi nhiệt độ của khối kim loại tăng lên 2 lần thì điện trở suất của nó
A. tăng 2 lần
B. giảm 2 lần
C. không đổi
D. chưa đủ dự kiện để xác định
Câu 5:
Khi đường kính của khối kim loại đồng chất, tiết diện đều tăng 2 lần thì điện trở của khối kim loại
A. tăng 2 lần
B. tăng 4 lần
C. giảm 2 lần
D. giảm 4 lần
Câu 6:
Khi chiều dài của khối kim loại đồng chất tiết diện đều tăng 2 lần thì điện trở suất của kim loại đó
A. tăng 2 lần
B. giảm 2 lần
C. không đổi
D. chưa đủ dự kiện để xác định
Hiện tượng siêu dẫn là gì ? Sự nhờ vào của điện trở suất vào nhiệt độ – Vật lý 11 bài 13
Dòng điện trong sắt kẽm kim loại là dòng những Electron hoạt động có hướng. Kim loại do những nguyên tử link với nhau tạo nên, trong nguyên tử gồm hạt nhân mang điện dương và những Electron mang điện âm quay xung quanh .
Vậy những êlectron trong sắt kẽm kim loại có đặc thù gì và nó chi phối đặc thù cảu dòng điện trong sắt kẽm kim loại ra làm sao ? Hiện tượng siêu dẫn là gì, nhiệt độ ảnh hưởng tác động như thế nào tới điện trở suất của sắt kẽm kim loại ? tất cả chúng ta cùng khám phá qua nội dung bài viết này .
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
Bạn đang xem : Hiện tượng siêu dẫn là gì ? Sự phụ thuộc vào của điện trở suất vào nhiệt độ – Vật lý 11 bài 13
¤ Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
– Trong sắt kẽm kim loại, những nguyên tử bị mất electron hoá trị trở thành những ion dương. Các ion dương link với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể sắt kẽm kim loại. Chuyển động nhiệt của những ion hoàn toàn có thể tàn phá trật tự này .
– Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử thành những electron
tự do với tỷ lệ n không đổi. Chúng hoạt động hỗn loạn tạo thành khí electron tự do choán hàng loạt thể tích của khối sắt kẽm kim loại và không sinh ra dòng điện nào .
– Điện trường
do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí electron trôi ngược chiều điện trường, tạo ra dòng điện.
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 hoạt động của electron tự do, là nguyên do gây ra điện trở của sắt kẽm kim loại .
– Thuyết Electron về tính dẫn điện của sắt kẽm kim loại cho thấy : Hạt tải điện trong sắt kẽm kim loại là những electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên chúng dẫn điện rất tốt .
⇒ Vậy, Dòng điện trong sắt kẽm kim loại là dòng chuyển dời có hướng của những electron tự do dưới công dụng của điện
trường .
* Bảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số chất:
| Chất | ρ0[Ω.m] | α [K-1] |
| Bạc | 1,62.10-8 | 4,1.10-3 |
| Bạch kim | 10,6.10-8 | 3,9.10-3 |
| Đồng | 1,69.10-8 | 4,3.10-3 |
| Nhôm | 2,75.10-8 | 4,4.10-3 |
| Sắt | 9,68.10-8 | 6,5.10-3 |
| Silic | 0,25.104 | -70.10-3 |
| Vonfram | 5,25.10-8 | 4,5.10-3 |
II. Sự phụ thuộc của Điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
– Điện trở suất ρ của sắt kẽm kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng
theo hàm bậc nhất : ρ = ρ0 [ 1 + α [ t – t0 ] ]
– Trong đó :
ρ0 : là điện trở suất ở nhiệt độ t00C [ thường ở 200C ]
ρ : là điện trở suất ở nhiệt độ t0C
α : là thông số nhiệt điện trở, đơn vị chức năng đo là K-1
III. Hiện tượng siêu dẫn, Điện trở của kim loại khi ở nhiệt độ thấp
– Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của sắt kẽm kim loại giảm liên tục. Đến gần 00K, điện trở của sắt kẽm kim loại sạch đều rất bé .
– Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng: Một số kim loại và hợp kim, khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn T thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. [Ta nói rằng các vật
liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn].
– Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng : Một số sắt kẽm kim loại và kim loại tổng hợp, khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn T thì điện trở suất bất ngờ đột ngột giảm xuống bằng 0. [ Ta nói rằng những vật tư ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn ] .– Nhiệt độ tới hạn của một số ít chất siêu dẫn :
| TT | Tên vật liệu | Tc[K] |
| 1 | Nhôm | 1,19 |
| 2 | Thủy ngân | 4,15 |
| 3 | Chì | 7,19 |
| 4 | Thiếc | 3,72 |
| 5 | Kẽm | 0,85 |
| 6 | Nb3Sn | 18 |
| 7 | Nb3Al | 18,7 |
| 8 | Nb3Ge | 23 |
| 9 | DyBa2Cu3O7 | 92,5 |
| 10 | HgBa2Cu3O8 | 134 |
– Ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn :
– Các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra những từ trường rất mạnh
– Trong tương lai dự kiến dùng dây siêu dẫn để tải điện và tổn hao nguồn năng lượng trên đường dây không còn nữa .
IV. Hiện tượng nhiệt điện
– Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng Open dòng điện khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu dây dẫn .
– Cặp nhiệt điện gồm hai dây sắt kẽm kim loại khác loại nhau hàn dính lại với
nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, một mối hàn ở nhiệt độ thấp. Khi có sự chênh lệnh nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì sẽ Open một suất điện động nhiệt điện ξ .
– Suất điện động nhiệt điện : ξ = αT [ T1 – T2 ]
Trong đó : T1 – T2 là hiệu nhiệt độ ở đầu nóng và đầu lạnh [ đơn vị chức năng K ] ;
αT là thông số nhiệt điện động [ đơn vị chức năng V / K ] .
V. Bài tập về Dòng điện trong kim loại
* Bài 1 trang 78 SGK Vật Lý 11: Hạt tải điện trong kim loại là loại êlectron nào? Mật độ của chúng vào cỡ nào?
° Lời giải bài 1 trang 78 SGK Vật Lý 11:
– Hạt tải điện trong sắt kẽm kim loại là êlectron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên sắt kẽm kim loại dẫn điện rất tốt .
* Bài 2 trang 78 SGK Vật Lý 11: Vì sao điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng?
° Lời giải bài 2 trang 78 SGK Vật Lý 11:
– Khi nhiệt độ tăng, những ion sắt kẽm
kim loại ở nút mạng tinh thể giao động mạnh. Do đó độ mất trật tự của mạng tinh thể sắt kẽm kim loại tăng làm tăng sự cản trở hoạt động của êlectron tự do .
– Vì vậy, khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của sắt kẽm kim loại cũng tăng dẫn tới điện trở của sắt kẽm kim loại tăng .
* Bài 3 trang 78 SGK Vật Lý 11: Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau như thế nào?
° Lời giải bài 3 trang 78 SGK Vật Lý 11:
¤ Sự khác
nhau giữa điện trở của sắt kẽm kim loại thường với chất siêu dẫn :
– Đối với sắt kẽm kim loại thường : Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất của sắt kẽm kim loại thường sẽ giảm đều theo hàm bậc nhất so với nhiệt độ : ρ = ρ0. [ 1 + α. [ t – t0 ] ]
– Đối với chất siêu dẫn: Khi nhiệt độ giảm xuống thấp hơn nhiệt độ tới hạn TC thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0.
* Bài 4 trang 78 SGK Vật Lý 11: Do đâu mà trong cặp nhiệt điện có suất điện động?
° Lời giải bài 4 trang 78 SGK Vật Lý 11:
– Với một sợi dây dẫn sắt kẽm kim loại có một đầu nóng và một đầu lạnh, thì hoạt động nhiệt của êlectron sẽ làm cho 1 số ít 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 .
– Như vậy, cặp nhiệt điện gồm hai dây dẫn điện khác loại được hàn nối với nhau thành một mạch kín và hai mối hàn của nó được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau [ 1
nóng – 1 lạnh ]. Điều này làm cho mạch sẽ Open một suất điện động gọi là suất điện động nhiệt điện .
* Bài 5 trang 78 SGK Vật Lý 11: Phát biểu nào là chính xác? Các kim loại đều:
A. dẫn điện tố, có điện trở suất không biến hóa
B. dẫn điện tốt, có điện trở suất đổi khác theo nhiệt độ
C. dẫn điện tốt như nhau, có điện trở suất biến hóa theo nhiệt độ
D.dẫn điện tốt, có điện trở suất đổi khác theo nhiệt độ giống nhau .
° Lời giải bài 5 trang 78 SGK Vật Lý 11:
¤ Chọn đáp án : B. dẫn điện tốt, có điện trở suất đổi khác theo nhiệt độ .
* Bài 6 trang 78 SGK Vật Lý 11: Phát biểu nào là chính xác? Hạt tải điện trong kim loại là:
A. những êlectron của nguyên tử .
B. êlectron ở lớp trong cùng của nguyên tử .
C. những êlectron hóa trị đã bay tụ do ra khỏi tinh thể .
D. những êlectron hóa trị hoạt động tự do trong mạng tinh thể .
° Lời giải bài 6 trang 78 SGK Vật Lý 11:
¤ Chọn đáp án : D. những êlectron hóa trị hoạt động tự do trong mạng tinh thể .
– Hạt tải điện trong sắt kẽm kim loại là những êlectron hóa trị hoạt động tự do trong mạng tinh thể .
* Bài 7 trang 78 SGK Vật Lý 11: Một bóng đèn 220V-100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc đèn là 2000oC. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng, biết răng nhiệt độ môi trường là 20oC và dây tóc đèn làm bằng vonfam.
° Lời giải bài 7 trang 78 SGK Vật Lý 11:
– Điện trở của bóng đèn khi sáng thông thường [ ở t = 2000 oC ] :
– Mặt khác ta có : R = R0. [ 1 + α. [ t – t0 ] ]
⇒ Điện trở bóng đèn khi
không thắp sáng [ ở t0 = 20 oC ] là :
– Kết luận : R = 484 [ Ω ] ; R0 = 48,84 [ Ω ] .
* Bài 8 trang 78 SGK Vật Lý 11: Khối lượng mol nguyên tử của đồng là 64.10-3 kg/mol. Khối lượng riêng của đồng là 8,9.103kg/m3. Biết rằng mỗi nguyên tử đồng đóng góp một êlectron dẫn.
a ] Tính tỷ lệ êlectron tự do trong đồng .
b ] Một dây tải điện bằng đồng, tiết diện 10 mm2 mang dòng điện 10A. Tính vận tốc trôi của êlectron dẫn trong dây dẫn đó .
° Lời giải bài 8 trang 78 SGK Vật Lý 11:
a ] Ta xét 1 [ mol ] đồng :
– Vì mỗi nguyên tử đồng góp phần một êlectron dẫn nên số electron tự do trong 1 mol đồng là : Ne = NA = 6,02. 1023 hạt
⇒ Khối lượng mol nguyên tử của đồng là m = 64.10 – 3
kg / mol
⇒ Thể tích của 1 mol đồng là:
– Mật độ êlectron tự do trong đồng bằng tỷ lệ nguyên tử đồng :
b] Coi dây tải hình trụ có tiết diện S = 10mm2 = 10.10-6m2, thể tích của 1mol đồng là V [m3] thì chiều dài sợi dây là:
– Lượng điện tích chạy qua sợi dây trong thời hạn Δt là : Δq = Ne. e [ e là điện tích của 1 electron ]
⇒ Cường độ dòng điện qua sợi dây là :
– Gọi v là tốc độ trôi của electron dẫn trong dây dẫn [ tốc độ cuốn của electron theo điện trường ] .
– Kết luận : ne = 8,37. 1028 [ m-3 ] ; v = 7,46. 10-5 [ m / s ] .
Hy vọng với bài viết Dòng điện trong kim loại với hiện tượng siêu dẫn và sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệu độ ở trên giúp ích cho các em. Mọi thắc mắc các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để THPT Sóc Trăngghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
Đăng bởi : trung học phổ thông Sóc Trăng
Chuyên mục : Giáo Dục