Giáo án môn Vật lí 11 - Tiết 25 đến tiết 27

Tuần 13
Ngàysoạn 30/10/2017
CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
 Tiết 25. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. MỤC TIÊU:
	+ Nêu được tính chất điện chung của các kim loại, sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
	+ Nêu được nội dung chính của thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại và công thức tính điện trở suất của kim loại. Nêu được cấp độ lớn của các đại lượng đã nói đến trong thuyết này.
	+ Giải thích được một cách định tính các tính chất điện chung của kim loại dựa trên thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại.
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
	+ Chuẫn bị thí nghiệm đã mô tả trong sgk.
	+ Chuẫn bị thí nghiệm về cặp nhiệt điện.
2. Học sinh: 
 Ôn lại :
	+ Phần nói về tính dẫn điện của kim loại trong sgk lớp 9.
	+ Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm.
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC:
Hoạt động 1: (15 phút) Tìm hiểu bản chất của dòng điện trong kim loại.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Yêu cầu học sinh nhắc lại mạng tinh thể kim loại và chuyển động nhiệt của nó.
 Giới thiệu các electron tự do trong kim loại và chuyển động nhiệt của chúng.
 Giới thiệu sự chuyển động của các electron tự do dưới tác dụng của lực điện trường.
 Yêu cầu học sinh nêu nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại.
 Yêu cầu học sinh nêu loại hạt tải điện trong kim loại.
 Yêu cầu học sinh nêu bản chất dòng điện trong kim loại.
 Nêu mạng tinh thể kim loại và chuyển động nhiệt của các ion ở nút mạng.
 Ghi nhận hạt mang diện tự do trong kim loại và chuyển động của chúng khi chưa có điện trường.
 Ghi nhận sự chuyển động của các electron khi chịu tác dụng của lực điện trường.
 Nêu nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại.
 Nêu loại hạt tải điện trong kim loại.
 Nêu bản chất dòng điện trong kim loại.
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
+ Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hoá trị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại. Các ion dương dao động nhiệt xung quanh nút mạng.
+ Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử thành các electron tự do với mật độ n không đổi. Chúng chuyển động hỗn loạn toạ thành khí electron tự do choán toàn bộ thể tích của khối 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.
+ 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 
 Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên chúng dẫn điện rất tốt.
 Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường .
Hoạt động 2: (5 phút) Tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Giới thiệu điện trở suất của kim loại và sự phụ thuộc của nó vào nhiệt độ.
 Giới thiệu khái niệm hệ số nhiệt điện trở.
 Yêu cầu học sinh thực hiện C1.
 Ghi nhận khái niệm.
 Ghi nhận sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ.
 Ghi nhận khái niệm.
 Thực hiện C1.
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
 Điện trở suất r của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất :
r = r0(1 + a(t - t0))
 Hệ số nhiệt điện trở không những phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó.
Hoạt động 3: (10 phút) Tìm hiểu điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Yêu cầu học sinh giải thích tại sao khi nhiệt độ giảm thì điện trở kim loại giảm.
 Giới thiệu hiện tượng siêu dẫn.
 Giới thiệu các ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn.
 Yêu cầu học sinh thực hiện C2.
 Giải thích.
 Ghi nhận hiện tượng.
 Ghi nhận các ứng dụng của dây siêu dẫn.
 Thực hiện C2.
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
 Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần 00K, điện trở của kim loại sạch đều rất bé.
 Một số kim loại và hợp kim, khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. Ta nói rằng các vật liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn.
 Các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra các từ trường rất mạnh.
Hoạt động 4: (10 phút) Tìm hiểu hiện tượng nhiệt điện.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Giới thiệu hiện tượng nhiệt điện.
 Giới thiệu suất điện động nhiệt điện.
 Yêu cầu học sinh nêu các ứng dụng của cặp nhiệt điện.
 Ghi nhận hiện tượng.
 Ghi nhận khái niệm.
 Nêu các ứng dụng của cặp nhiệt điện.
IV. Hiện tượng nhiệt điện
 Nếu lấy hai dây kim loại khác nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, một mối hàn giữ ở nhiệt độ thấp, thì hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của từng dây không giống nhau, trong mạch có một suất điện động E. E gọi là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào nhau gọi là cặp nhiệt điện.
 Suất điện động nhiệt điện :
E = aT(T1 – T2)
 Cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ.
Hoạt động 5: (5 phút) Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
 Cho học sinh tóm tắt những kiến thức cơ bản đã học trong bài.
 Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập từ 5 đến 9 trang 78 sgk và 13.10, 13.11 sbt.
 Tóm tắt những kiến thức cơ bản.
 Ghi các bài tập về nhà.
IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
Tổ trưởng Tổ Lý – KTCN	 Giáo viên giảng dạy
Tuần 13
Ngàysoạn 30/10/2017
Tiết 26-27. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
I. MỤC TIÊU:
	+ Thực hiện được câu hỏi thế nào là chất điện phân, hiện tượng điện phân, nêu được bản chất dòng điện trong chất điện phân và trình bày được thuyết điện li.
	+ Phát biểu được định luật Faraday về điện phân.
	+ Vận dụng được kiến thức để giải thích các ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân và giải được các bài tập có vận dụng định luật Faraday.
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
	+ Chuẩn bị thí nghiệm biểu diễn cho học sinh về dẫn điện của nước tinh khiết (nước cất hoặc nước mưa), nước pha muối ; về điện phân.
	+ Chuẩn bị một bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học để tiện dụng khi làm bài tập.
2. Học sinh:: Ôn lại : 	+ Các kiến thức về dòng điện trong kim loại.
	+ Kiến thức về hoá học, cấu tạo các axit, bazơ, và liên kết ion. Khái niệm về hoá trị.
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC:
Tiết 1
Hoạt động 1: (5 phút) Kiểm tra bài cũ : Nêu loại hạt tải điện trong kim loại, bản chất dòng điện trong kim loại, nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại.
Hoạt động 2: (15 phút) Tìm hiểu thuyết điện li.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Cho học sinh nêu cấu tạo của axit, bazơ và muối.
 Giới thiệu sự phân li của các phân tử axit, bazơ và muối.
 Yêu cầu học sinh nêu hạt tải điện trong chất điện phân.
 Giới thiệu chất điện phân trong thực tế.
 Nêu cấu tạo của axit, bazơ và muối.
 Ghi nhận sự hình thành các hạt tải điện trong chất điện phân.
 Nêu loại hạt tải điện trong chất điện phân.
 Ghi nhận khái niệm.
I. Thuyết điện li
 Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành ion : anion mang điện âm là gốc axit hoặc nhóm (OH), còn cation mang điện dương là các ion kim loại, ion H+ hoặc một số nhóm nguyên tử khác. 
 Các ion dương và âm vốn đã tồn tại sẵn trong các phân tử axit, bazơ và muối. Chúng liên kết chặt với nhau bằng lực hút Cu-lông. Khi tan vào trong nước hoặc dung môi khác, lực hút Cu-lông yếu đi, liên kết trở nên lỏng lẻo. Một số phân tử bị chuyển động nhiệt tách thành các ion.
 Ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện.
 Ta gọi chung những dung dịch và chất nóng chảy của axit, bazơ và muối là chất điện phân.
Hoạt động 3: (10 phút) Tìm hiểu bản chất dòng điện trong chất điện phân.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Yêu cầu học sinh nêu hiện tượng xảy ra khi nhúng hai điện cực vào một bình điện phân.
 Yêu cầu học sinh nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân.
 Yêu cầu học sinh giải thích tại sao chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
 Giới thiệu hiện tượng điện phân.
 Yêu cầu học sinh thực hiện C1.
 Nêu hiện tượng.
 Nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân.
 Giải thích.
 Ghi nhận hiện tượng.
 Thực hiện C1.
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
 Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường.
 Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
 Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo. Tới điện cực chỉ có các electron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.
Hoạt động 4: (15 phút) Tìm hiểu các hiện tượng diễn ra ở điện cực và hiện tượng dương cực tan.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Giới thiệu phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân.
 Trình bày hiện tượng xảy ra khi điện phân dung dịch muối đồng với anôt bằnd đồng
 Giới thiệu hiện tượng dương cực tan.
 Ghi nhận khái niệm.
 Theo dõi để hiểu được các hiện tượng xảy ra.
 Ghi nhận khái niệm.
III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan
 Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất làm điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hoá học gọi là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân.
 Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của diện cực vào trong dung dịch.
Tiết 2
Hoạt động 5: (25 phút) Tìm hiểu các định luật Fa-ra-đây.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Lập luận để đưa ra nội dung các định luật.
 Yêu cầu học sinh thực hiện C2.
 Giới thiệu định luật Fa-ra-đây thứ nhất.
 Giới thiệu định luật Fa-ra-đây thứ hai.
 Giới thiệu số Fa-ra-đây.
 Yêu cầu học sinh thực hiện C3.
 Yêu cầu học sinh kết hợp hai định luật để đưa ra công thức Fa-ra-đây.
 Giới thiệu đơn vị của m khi tính theo công thức trên.
 Nghe, kết hợp với xem sgk để hiểu.
 Thực hiện C2.
 Ghi nhận định luật.
 Ghi nhận định luật.
 Ghi nhận số liệu.
 Thực hiện C3.
 Kết hợp hai định luật để đưa ra công thức Fa-ra-đây.
 Ghi nhận đơn vị của m để sử dụng khi giải các bài tập.
IV. Các định luật Fa-ra-đây
* Định luật Fa-ra-đây thứ nhất
 Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
M = kq
 k gọi là đương lượng hoá học của chất được giải phóng ở điện cực.
* Định luật Fa-ra-đây thứ hai
 Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ , trong đó F gọi là số Fa-ra-đây.
k = 
 Thường lấy F = 96500 C/mol.
* Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây :
m = It
 m là chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam.
Hoạt động 6: (15 phút) Tìm hiểu các ứng dụng của hiện tượng điện phân.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
 Giới thệu các ứng dụng của các hiện tượng điện phân.
 Giới thiệu cách luyện nhôm.
 Yêu cầu học sinh nêu cách lấy bạc (Ag) ra khỏi một chiếc cốc mạ bạc bị hỏng.
 Giới thiệu cách mạ điện.
 Yêu cầu học sinh nêu cách mạ vàng một chiếc nhẫn đồng.
 Ghi nhận các ứng dụng của hiện tượng điện phân.
 Ghi nhận cách luyện nhôm.
 Nêu cách lấy bạc (Ag) ra khỏi một chiếc cốc mạ bạc bị hỏng.
 Nêu cách mạ vàng một chiếc nhẫn đồng.
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
 Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyên nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện, 
1. Luyện nhôm
 Dựa vào hiện tượng điện phân quặng nhôm nóng chảy.
 Bể điện phân có cực dương là quặng nhôm nóng chảy, cực âm bằng than, chất điện phân là muối nhôm nóng chảy, dòng điện chạy qua khoảng 104A.
2. Mạ điện
 Bể điện phân có anôt là một tấm kim loại để mạ, catôt là vật cần mạ. Chất điện phân thường là dung dịch muối kim loại để mạ. Dòng điện qua bể mạ được chọn một cách thích hợp để đảm bảo chất lượng của lớp mạ.
Hoạt động 7: (5 phút) Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
 Cho học sinh tóm tắt những kiến thức cơ bản đã học trong bài.
 Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập từ 8 đến 11 trang 85 sgk và 14.4, 14.6, 14.8 sbt.
 Tóm tắt những kiến thức cơ bản.
 Ghi các bài tập về nhà.
IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
Tổ trưởng Tổ Lý – KTCN	 Giáo viên giảng dạy