Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ

Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ

4.9/5

Tác giả: Thầy Tùng

Đăng ngày: 20 Aug 2022

Lưu về Facebook:
Hình minh họa Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ

Lý thuyết về Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ

I) Sự phụ thuộc của điện trở suất, điện trở của kim loại theo nhiệt độ

1) Khi nhiệt độ tăng

Khi nhiệt độ tăng, dao động nhiệt của các ion + dao động mạnh hơn nên va chạm nhiều hơn, gây cản trở nhiều hơn, với êlectron chuyển động có hướng làm điện trở kim loại tăng.

Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất :

$\rho ={{\rho }_{0}}\left[ 1+\alpha \left( t-{{t}_{0}} \right) \right]$

${{\rho }_{o}}$ : điện trở suất ở ${{t}_{o}}\left( ^{o}C \right),$ thường ở ${{20}^{o}}C$ $\left( \Omega m \right)$

+ Hệ số nhiệt điện trở $\alpha $ phụ thuộc vào nhiệt độ, độ sạch và chế độ gia công vật liệu $\left( {{K}^{-1}} \right)$

2) Khi nhiệt độ giảm

+ Khi nhiệt độ giảm, dao động nhiệt của các ion dương trong mạng tinh thể của kim loại cũng giảm theo làm cho điện trở giảm.

+ Khi T đến gần ${{0}^{0}}K$ , điện trở của kim loại sạch đều rất nhỏ.

+ Khi nhiệt độ $T\le {{T}_{C}}$(nhiệt độ tới hạn) thì điện trở suất của vật dẫn giảm đột ngột xuống bằng 0, hiện tượng đó gọi  là hiện tượng siêu dẫn. Khi đó, kim loại hoặc hợp kim có tính siêu dẫn.

* Ứng dụng: Các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra từ trường mạnh, tải điện bằng dây siêu dẫn thì hao phí điện năng trên đường dây không còn nữa

II) Hiện tượng nhiệt điện

+ Cặp nhiệt điện là hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau.

+ Khi nhiệt độ hai mối hàn ${{T}_{1}},{{T}_{2}}$ khác nhau trong mạch xuất hiện suất điện động nhiệt điện

$\xi ={{\alpha }_{T}}({{T}_{1}}-{{T}_{2}})$

${{\alpha }_{T}}$ là hệ số nhiệt điện động phụ thuộc vào bản chất hai loại vật liệu làm cặp nhiệt điện. đơn vị $\left( V{{K}^{-1}} \right)$

${{T}_{1}},{{T}_{2}}$ là nhiệt độ tuyệt đối của đầu nóng, đầu lạnh$\left( K \right)$ .

Chú ý: $T=273+{{t}^{0}}C$

* Ứng dụng: Cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ

  

Bài tập tự luyện có đáp án

Câu 1: Điện trở của kim loại không phụ thuộc trực tiếp vào

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Điện trở của vật dẫn kim loại được tính theo công thức $ R=\dfrac{\rho l} S $

Trong đó, $ \rho $ là điện trở suất của kim loại ( $ \Omega .m $ ), l là chiều dài của vật dẫn kim loại (m), S là diện tích tiết diện thẳng của vật dẫn ( $ { m ^ 2 } $ )

Như vậy điện trở của kim loại không phụ thuộc trực tiếp vào hiệu điện thế hai đầu vật dẫn kim loại

Câu 2: Công thức nào sau đây thể hiện sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức $ \rho ={{\rho }_ 0 }\left[ 1+\alpha \left( t-{ t _ 0 } \right) \right] $

Trong đó, $ \rho $ là điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ t, $ {{\rho }_ 0 } $ là điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ $ { t _ 0 } $

Câu 3: Phát biểu nào sau đây về tính chất điện của kim loại là không chính xác?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Kim loại là chất dẫn điện tốt vì mật độ êlectron tự do trong kim loại lớn

Vì kim loại dẫn điện tốt nên điện trở suất của nó nhỏ, điện dẫn suất của nó lớn.

Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt, nhiệt lượng tỏa ra được tính theo biểu thức của định luật Jun – Len-xơ

Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng theo.

Câu 4: Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng xảy ra

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng xảy ra khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ $ { T _ C } $ nào đó thì điện trở của kim loại giảm đột ngột đến giá trị bằng không

Câu 5: Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của kim loại tăng

Câu 6: Khi dòng điện chạy qua vật liệu siêu dẫn thì nó có tác dụng gì?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Tác dụng đặc trưng nhất của dòng điện là tác dụng từ. Tác dụng này càng thể hiện rõ trong trường hợp siêu dẫn

Câu 7: Khi nhiệt độ của dây kim loại giảm, điện trở của nó thay đổi như thế nào?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Khi nhiệt độ của dây kim loại giảm, điện trở của nó giảm đi.

Câu 8: Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng xuất hiện một suất điện động khi hai đầu nối của hai kim loại khác bản chất được giữ ở nhiệt độ khác nhau.

Câu 9: Công thức nào sau đây thể hiện sự phụ thuộc của điện trở của kim loại vào nhiệt độ?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức $ R={ R _ 0 }\left[ 1+\alpha \left( t-{ t _ 0 } \right) \right] $

Trong đó, R là điện trở của kim loại ở nhiệt độ t, $ { R _ 0 } $ là điện trở của kim loại ở nhiệt độ $ { t _ 0 } $

Câu 10: Suất điện động nhiệt điện phụ thuộc vào

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Suất điện động nhiệt điện được tính theo công thức $ { E _ T }={{\alpha }_ T }\left( { T _ 1 }-{ T _ 2 } \right) $

Như vậy, suất điện động nhiệt điện phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ mối hàn ( $ { T _ 1 }-{ T _ 2 } $ ) và bản chất hai kim loại ( $ {{\alpha }_ T } $ )

Câu 11: Đối với vật dẫn kim loại, khi nhiệt độ tăng thì điện trở của vật dẫn cũng tăng. Nguyên nhân chính là:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết
Đối với vật dẫn kim loại, khi nhiệt độ tăng thì điện trở của vật dẫn cũng tăng. Nguyên nhân chính là các ion kim loại dao động mạnh hơn, làm cho các electron tự do va chạm với các ion nhiều hơn.

Câu 12: Suất điện động của một cặp nhiệt điện

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Suất điện động nhiệt điện được tính theo công thức $ {{ E }_ T }={{\alpha }_ T }\left( { T _ 1 }-{ T _ 2 } \right) $

Như vậy, suất điện động nhiệt điện tăng khi chênh lệch nhiệt độ hai mối hàn tăng.

Câu 13:
Chọn công thức đúng. Điện trở của dây dẫn kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ được diễn tả theo công thức nào? Ở đây Δt = t - t0.
 

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Ta có điện trở Rt = R0[1 + α(t - t0)] = R0(1 + αΔt).

Câu 14: Câu nào dưới đây nói về tính chất điện của kim loại là không đúng ?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết
Phát biểu không đúng: Điện trở suất của kim loại khá lớn, lớn hơn 107 Ωm.
Vì điện trở suất của kim loại rất nhỏ cỡ: 10-8 Ωm.

Câu 15: Phát biểu nào là chính xác. Các kim loại đều

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Với các kim loại thì khả năng dẫn điện tốt và có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ
ρ = ρ0[1 + α(t - t0)]

Câu 16:
Trong hiện tượng tỏa nhiệt của dây dẫn kim loại khi có dòng điện chạy qua, nội năng của kim loại có được là do sự chuyển hóa từ

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết
Trong hiện tượng tỏa nhiệt của dây dẫn kim loại khi có dòng điện chạy qua, nội năng của kim loại có được là do sự chuyển hóa từ động năng chuyển động có hướng của các electron.

Câu 17: Trong thực tế, vật liệu siêu dẫn chưa được sử dụng rộng rãi trọng đời sống bởi vì

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Trong thực tế, vật liệu siêu dẫn chưa được sử dụng rộng rãi vì nhiệt độ siêu dẫn $ { T _ C } $ còn rất thấp, ta chưa chế tạo được vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ phòng.

Câu 18: Câu nào sau đây nói về hiện tượng nhiệt điện là không đúng?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Cặp nhiệt điện hai dây dẫn có bản chất khác nhau hàn nối với nhau tạo thành một mạch kín và nhiệt độ của hai mối hàn được giữ khác nhau ví dụ như cặp nhiệt điện đồng – constantan, một mối hàn nhúng vào nước đá đang tan đầu còn lại nhúng vào nước sôi

Vì nhiệt độ hai mối hàn khác nhau nên chuyển động nhiệt của các hạt tải điện trong mạch không đồng nhất làm suất điện suất điện động trong mạch

Công thức tính suất điện động nhiệt điện là $ { E _ T }={{\alpha }_ T }\left( { T _ 1 }-{ T _ 2 } \right) $ trong đó $ {{\alpha }_ T } $ là hệ số nhiệt điện động, $ \left( { T _ 1 }-{ T _ 2 } \right) $ là hiệu nhiệt độ giữa hai mối hàn

Câu 19: Chọn phát biểu không đúng khi nói về hiện tượng siêu dẫn.

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng xảy ra khi giảm điện trở của kim loại xuống dưới một giá trị $ { T _ C } $ nào đó thì điện trở của nó đột ngột giảm về không, vật dẫn không cản trở dòng điện.

Các kim loại khác nhau có nhiệt độ siêu dẫn $ { T _ C } $ khác nhau

Nhiệt độ siêu dẫn cao nhất mà có thể tạo ra được là $ { T _ C }={{134}^ { ^\circ }}K $

Câu 20: Hệ số nhiệt điện trở α của kim loại phụ thuộc những yếu tố nào ? (1) Chỉ phụ thuộc khoảng nhiệt độ. (2) Chỉ phụ thuộc độ sạch (hay độ tinh khiết) của kim loại. (3) Chỉ phụ thuộc chế độ gia công của kim loại.

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Hệ số α phụ thuộc vào bản chất kim loại, nhiệt độ.

Câu 21: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Điện trở của vật liệu siêu dẫn bằng 0 nên dòng điện có khả năng tự duy trì dòng điện trong mạch sau khi ngắt bỏ nguồn điện hay nói cách khác, không cần duy trì một hiệu điện thế trong mạch vẫn có thể có dòng điện

Câu 22: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng thì điện trở của nó sẽ

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng