Đáp án đúng: D. sự va chạm của các e với các ion dương ở các nút mạng bị mất trật tự.
Bạn đang xem : Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loạiSự va chạm của những e với những ion dương ở những nút mạng bị mất trật tự gây ra điện trở của kim loại .
Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về vấn đề này nhé!
1. Dòng điện trong kim loại là gì ?
Dòng điện trong kim loại chính là một dòng chuyển dời có hướng của những electron tự do dưới tác động ảnh hưởng của điện trường. Hệ số của nhiệt điện trở không chỉ phụ thuộc vào vào nhiệt độ mà nó còn nhờ vào vào cả độ tinh khiết và chính sách gia công của vật tư đó. Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại sẽ giảm liên tục .
2. Nguyên nhân tạo ra dòng điện trong kim loại
Điều kiện có dòng điện trong kim loại là : Trong quy trình hoạt động, những electron tự do luôn va chạm với những ion giao động xung quanh vị trí cân đối ở những nút mạng, sau đó truyền một phần động năng cho chúng. Sự va chạm này chính là nguyên nhân tạo ra điện trở cho dây dẫn kim loại và công dụng nhiệt. Điện trở suất của kim loại sẽ tăng giảm tùy theo nhiệt độ .Trong trường hợp khi nhiệt độ liên tục giảm xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó thì điện trở của kim loại ( hay kim loại tổng hợp ) sẽ giảm bất ngờ đột ngột cho đến giá trị bằng không. Hiện tượng trên được gọi với cái tên hiện tượng kỳ lạ siêu dẫn .
3. Bản chất của dòng điện trong kim loại
– Hạt tải điện trong kim loại là những electron tự do. Mật độ của những electron tự do trong kim loại rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt- Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng di dời có hướng của những electron dưới công dụng của điện trường .- Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể cản trở hoạt động của hạt tải điện làm cho điện trở kim loại phụ thuộc vào vào nhiệt độ. Đến gần 0 oK, điện trở của kim loại rất nhỏ .
4. Điện trở suất, công thức tính điện trở suất
4.1 Khái niệm điện trở suất
Điện trở suất là một đại lượng có năng lực cản trở dòng điện. Ngoài ra điện trở suất cũng phản ánh năng lực cản trở sự di dời theo khunh hướng của những hạt mang điện của những loại vật tư thiết kế xây dựng khác nhau
4.2 Công thức tính điện trở suất
Công thức tính điện trở suất là :P. = R x ( l / S )Trong đó :p là điện trở suấtR là điện trởS là tiết diệnl là chiều dài của dây dẫn
5. Sự phụ thuộc của điện trở suất trong kim loại.
Điện trở suất ρρ của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất :ρ = ρ0 < 1 + α ( t − t0 ) > ρ = ρ0 < 1 + α ( t − t0 ) >Trong đó :ρ0 : là điện trở suất ở nhiệt độ t ℃ ( thường ở 20 ℃ )ρ : là điện trở suất ở nhiêt độ t ℃α : Hệ số nhiệt điện trở, đơn vị chức năng K-1 nhờ vàoHệ số nhiệt điện trở còn phụ thuộc vào vào cả độ sạch và chính sách gia công của vật tư đó .
6. Ứng dụng
Dòng điện trong kim loại trên trong thực tiễn có rất nhiều ứng dụng, tuy nhiên hiệu quả thông dụng nhất chính là sản xuất ra nam châm hút điện, bởi dòng điện này tạo ra từ trường mạnh, đồng thời không gây hao phí nguồn năng lượng do tỏa nhiệt trong quy trình quản lý và vận hành .Xem thêm : Bảng Theo Dõi Nhiệt Độ Của Nước, Hãy Lập Theo Thời Gian
VD: chế tạo ra nam châm điện vì nó có từ trường mạnh mà không hao phí năng lượng do tỏa nhiệt.
7. Các dạng bài tập Dòng điện trong kim loại
Dạng 1: Cách tính điện trở của dây dẫn kim loại
Trong đó :• ρ là điện trở suất ( Ω. m )• l là chiều dài vật dẫn ( m )• S là tiết diện thẳng của dây dẫn ( mét vuông )VD1 : Người ta dùng dây kim loại tổng hợp nicrôm có tiết diện 0,2 mm2 để làm một biến trở. Biết điện trở lớn nhất của biến trở là 40W .a ) Tính chiều dài của dây nicrôm cần dùng. Cho điện trở suất của dây kim loại tổng hợp nicrôm là 1,1. 10-6 Wmb ) Dây điện trở của biến trở được quấn đều xung quanh một lõi sứ tròn có đường kính 1,5 cm. Tính số vòng dây của biến trở này .
VD2 : Cho hai bóng đèn Đ1, Đ2 : trên Đ1 có ghi ( 6V – 1A ), trên Đ2 có ghi Đ2 ( 6V – 0,5 A ) .a ) Khi mắc hai bóng này vào hiệu điện thế 12V thì những đèn có sáng thông thường không ? Tại sao ?b ) Muốn những đèn sáng thông thường thì ta phải dùng thêm một biến trở có con chạy. Hãy vẽ những sơ đồ mạch điện hoàn toàn có thể có và tính điện trở của biến trở tham gia vào mạch khi đó .
Dạng 2: Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ
Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây .- Hệ thức màn biểu diễn định luậtTrong đó : R là điện trở ( Ω )U là hiệu điện thế ( V )I là cường độ dòng điện ( A )Sự nhờ vào của điện trở vào nhiệt độρ = ρo < 1 + α ( t − to ) > ρ = ρo < 1 + α ( t − to ) > R = Ro < 1 + α ( t − to ) >VD1 : Một dây đồng có điện trở R1 = 2 Ω ở 20 oC. Sau một thời hạn có dòng điện đi qua, nhiệt độ của dây đồng là 74 oC. Tính điện trở R2 của dây đồng ở 74 oC. Hệ số nhiệt điện trở của đồng α = 0,004 K-1 .Hướng dẫn :Điện trở R2 của dây đồng ở 74 oC : R2 = R1 < 1 + α ( t2 – t1 ) > = 2 ( 1 + 0,004. 54 ) = 2,43 Ω
Dạng 3: Hiện tượng nhiệt điện, Suất điện động nhiệt điện
Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện ζ trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở nhiệt độ khác nhau là hiện tượng kỳ lạ nhiệt điện. Trong đó, ζ là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào nhau được gọi là cặp nhiệt điện .ζ = αT ( T1 – T2 ) = αT ( to1 – to2 )
Trong đó:
+ αT là thông số nhiệt điện động ( μV / K )+ T1 và T2 lần lượt là nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh .Ví dụ 1 : Một mối hàn của cặp nhiệt điện có thông số nhiệt điện động αT = 6,5 μV / K được đặt trong không khí ở t1 = 20 o C, còn đầu kia được nung nóng ở nhiệt độ t2 .