Giáo án điện tử Vật lí 11 cánh diều Chủ đề 4 Bài 2: Điện trở

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐÃ ĐẾN VỚI BÀI HỌC HÔM NAY!

KHỞI ĐỘNG

Nhưng điều gì quyết định độ lớn của cường độ dòng điện?

BÀI 2: ĐIỆN TRỞ

NỘI DUNG BÀI HỌC

I ĐIỆN TRỞ

1. Khái niệm điện trở

tìm hiểu mối liên hệ giữa cường độ dòng điện qua vật dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn và điện trở của vật dẫn.

nêu khái niệm điện trở, biểu thức dùng trong các thí nghiệm cần xác định điện trở, đơn vị điện trở.

KẾT LUẬN

• Điện trở đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của vật dẫn.
• Điện trở của một vật dẫn bất kì được xác định bằng tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn và cường độ dòng điện qua nó..

Với R là điện trở, I là cường độ dòng điện và U là hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở.

• Đơn vị của điện trở là ohm (Ω).

THẢO LUẬN NHÓM

Câu hỏi 1 (SGK – tr91): Tính cường độ dòng điện chạy qua một bóng đèn khi điện trở của nó là 15 Ω và hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 3,0 V.

Câu hỏi 2 (SGK – tr92): Tìm từ thích hợp cho cị trí của (?) trong định nghĩa về đơn vị đo điện trở: 1 Ω là điện trở của một dụng cụ điện, khi (?) ở hai đầu là 1 (?) thì có (?) chạy qua là 1 (?).

Trả lời câu hỏi

I = U/R = 0,2 A

1 Ω là điện trở của một dụng cụ điện, khi hiệu điện thế ở hai đầu là 1 V thì có dòng điện chạy qua là 1 A.

2. Đường đặc trưng I – U của vật dẫn kim loại

Nghiên cứu SGK và trình bày về sơ đồ khảo sát tính dẫn điện của vật dẫn.

KẾT LUẬN

Đường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua vật dẫn vào hiệu điện thế U giữa hai đầu vật dẫn được gọi là đường đặc trưng I – U, hay còn gọi là đường đặc trưng vôn – ampe của vật dẫn.

Đường đặc trưng I – U của vật dẫn kim loại ở một nhiệt độ xác định là một đoạn thẳng qua gốc tọa độ.

Câu hỏi 3 (SGK – tr92): Sử dụng biểu thức liên hệ (2.1) để chứng minh, ở nhiệt độ xác định, đường đặc trưng I – U là một đoạn thẳng.

Từ (2.1), nếu điện trở R xác định (không đổi) thì dòng điện I thu được tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở. Vì thế, đường đặc trưng I – U là một đoạn thẳng. Khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở có thể thay đổi theo và đường đặc trưng I – U không còn là một đường thẳng.

3. Định luật Ohm cho vật dẫn kim loại

Nội dụng định luật

Với một vật dẫn ở nhiệt độ không đổi, cường độ dòng điện qua vật dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu của vật dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của nó.

Biểu thức

Cường độ dòng điện ,  đơn vị: ampe (A)

Hiệu điện thế, đơn vị Vôn (V)

Điện trở, đơn vị ohm (Ω)

II NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA ĐIỆN TRỞ TRONG KIM LOẠI

Dưới tác dụng của điện trường, ngoài chuyển động hỗn loạn, các hạt mang điện còn dịch chuyển có hướng. Sự dịch chuyển có hướng này tạo thành dòng điện trong vật dẫn.

Giải thích về điện trở của kim loại (hình 2.6)

Trong kim loại, các electron tự do dịch chuyển có hướng dưới tác dụng của lực điện, tạo thành dòng điện.

Câu hỏi 4 (SGK – tr94)

Nguyên nhân chính gây ra điện trở trong kim loại là gì?

Trong quá trình chuyển động, các electron va chạm với nhau và với các ion nút mạng nên bị cản trở. Va chạm càng nhiều thì tốc độ dịch chuyển có hướng của hạt mang điện càng giảm, dẫn đến dòng điện tạo thành càng nhỏ. Nghĩa là, điện trở càng lớn.

III ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN ĐIỆN TRỞ

Nhiệt độ của vật dẫn kim loại càng cao thì các ion dương dao động càng mạnh quanh các nút mạng, làm tăng khả năng va chạm với các electron tự do, kéo theo điện trở của vật dẫn tăng.

Quan sát bảng số liệu và đồ thị sau

Câu hỏi 5 (SGK – tr95)

Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của dây tốc bóng đèn sợi đốt thay đổi như thế nào?

*Kết luận

Bóng đèn sợi đốt không tuân theo định luật Ohm.

Một loại vật dẫn điện có điện trở thay đổi một cách rõ rệt khi nhiệt độ thay đổi là điện trở nhiệt.

Câu hỏi 6 (SGK – tr95)

Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của một điện trở nhiệt thay đổi như thế nào?