Định luật Jun - LenXơ

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠI/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG.. - Hãy kể tên ba dụng cụ điện biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng á

Giáo viên thực hiện : Vũ Phi Thủy

Dạy tốt Học tốt

KIỂM TRA BÀI CŨ

Em hãy cho biết điện năng có thể biến đổi thành những dạng năng lượng nào? Cho

ví dụ.

TL: Điện năng có thể biến đổi thành các

dạng năng lượng như: Cơ năng, nhiệt năng, quang năng

Ví dụ: Quạt điện khi hoạt động đã biến đổi điện năng cơ năng Bàn là điện đã biến đổi

Bếp điện Nồi cơm điện Đèn sợi đốt

Máy sấy tóc Máy khoan Máy bơm nước Bàn là

Mỏ hàn

Như các em đã biết dòng điện chạy qua vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt Vậy nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào? Tại sao với cùng dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng?

Vậy để giải quyết vấn đền trên thầy trò

ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay.

BÀI 16

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG.

1/ Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.

- Hãy kể tên ba dụng cụ điện biến đổi một phần điện

năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng?

Đèn sợi đốt; Đèn LED; Đèn bút thử điện

- Hãy kể tên ba dụng cụ điện biến đổi một phần điện

năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?

Máy bơm nước; Máy sấy tóc; Quạt điện

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG.

1/ Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.

2/ Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.

- Hãy kể tên một số dụng cụ điện có thể biến đổi toàn

bộ điện năng thành nhiệt năng?

Bàn là điện; Nồi cơm điện; Bếp điện; Mỏ hàn

- Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng ?

m Nikêlin = 0 , 40 10− 6Ω

ρ

m

đ = 1 , 7 10− 8 Ω

tan tan 0 , 50 10

ρ

<

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG.

II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

1/ Hệ thức định luật.

Hãy viết công thức tính điện năng tiêu thụ trên dây dẫn có điện trở R , dòng điện chạy qua dây dẫn là I trong thời gian t ?

Rt I

UIt

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG.

II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

1/ Hệ thức định luật.

- Nếu nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn là Q, và điện năng tiêu thụ trên dây dẫn chuyển hóa hoàn toàn

thành nhiệt năng theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, thì Q liên hệ gì với A?

Q = A

- Vậy nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng

điện chạy qua được tính như thế nào?

Rt I

Q = 2

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

I / TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG.

II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

1/ Hệ thức định luật.

2/ Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra.

Rt I

C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở là:

………

C2: Nhiệt lượng nước nhận được là:

………

Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là:

………

Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:

………

A = I 2 Rt = (2,4) 2 5.300 = 8640(J)

Q 1 = c 1 m 1∆t 0 = 4200.0,2.9,5 = 7980 (J)

Q 2 = c 2 m 2∆t 0 = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)

Q = Q 1 + Q 2 = 7980 + 652,08 = 8632,08 (J)

C3: Ta thấy: Q ≈ A

Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì

Q = A

C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.

Mối quan hệ giữa Q, I, R và t đã được hai nhà vật

lí học người Anh J.P.Jun và người Nga H.Lenxơ

đã độc lập tìm ra bằng những thực nghiệm và được phát biểu thành định luật mang tên hai ông

đó là: Định luật Jun- Lenxơ

James Prescott Joule Heinrich Friedrich Emil

3/ Phát biểu định luật.

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.

Hệ thức định luật Jun – Lenxơ:

Rt I

Q = 2

Trong đó:

I: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A) R: Điện trở của dây dẫn (Ω)

t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)

Q: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)

* Lưu ý: Nếu đo nhiệt lượng Q bằng calo thì hệ thức

định luật Jun – Lenxơ là: Q = 0,24I2Rt

Đối với các thiết bị đốt nóng như: Bàn là, bếp điện, lò sưởi… thì việc tỏa nhiệt là có ích.

Nhưng một số thiết bị điện khác như: Máy bơm nước, động cơ điện, các thiết bị điện tử gia dụng,… thì việc tỏa nhiệt là vô ích.

Để tiết kiệm điện năng trong trường hợp này ta cần làm gì?

Để tiết kiệm điện năng ta cần giảm sự tỏa nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở nội

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG.

II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ.

III/ VẬN DỤNG.

C4: Hãy giải thích điều nêu ra ở trong phần mở

đầu của bài: Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn thì hầu như không nóng

lên.

C4: Dòng điện chạy qua dây tóc đèn và dây nối có cùng cường độ vì chúng được mắc nối tiếp với nhau Theo định luật Jun – Len xơ, nhiệt lượng toả ra ở dây tóc và dây nối

tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra ít và truyền phần lớn ra môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên ( có nhiệt độ gần như bằng nhiệt độ của môi trường).

C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun 2 lít nước từ

nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường, tính thời gian đun sôi nước Biết nhiệt dung riêng của nước là 4 200J/ kg.K

Tóm tắt:

U = 220V

P = 1000W

m = 2kg

t 0

1 = 20 0 C

t 0

2 = 100 0 C

C = 4200J/kg.K

t = ?

Giải:

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

Ta có : A = Q

Hay: P t = Cm( t 0

2 – t 0

1 )

(t t ) ( ) ( )s

Cm

1000

20 100

2 4200

0 1

0

2 − = − =

=

⇒

P

Đáp số : t = 672s = 11 phút 12 giây

Rt I

Q = 2

BÀI TÂP TRẮC NGHIỆM

Bài 1 :Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun – Len xơ ?

Bài 2: Nếu Q tính bằng calo thì phải dùng biểu thức nào trong các biểu thức sau đây?

Bài 3 Định luật Jun- Len xơ cho biết điện năng biến đổi thành:

A Cơ năng C Hoá năng

Em hãy chọn câu trả lời đúng.

A Q = I 2 R t C Q = I R 2 t

B Q = I R t D.Q =I 2 R 2 t

A Q = U I t C Q = 0,24 I 2 R t

B Q = I R 2 t D Q = 0,42 I 2 R t

Công việc về nhà

- Học thuộc nội dung định luật JUN – LENXƠ

và hệ thức của định luật

- Làm các bài tập SBT

- Đọc phần có thể em chưa biết trong SGK

- Chuẩn bị bài 17