Định luật Jun-Len - xơ

Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao,còn dây nối với bóng đèn thì hầu như không nóng lên?... Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng th

TRƯỜNG PTCS HƯỚNG LẬP

GD HưỚNG Lập

Dòng điện chạy qua vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt.Nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào? Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao,còn dây nối với bóng đèn thì hầu

như không nóng lên?

1 Một phần điện năng

biến dổi thành nhiệt năng

2 Toàn bộ điện năng biến thành nhiệt năng

a Ba dụng cụ biến đổi một

phần điện năng thành nhiệt

năng và một phần thành năng

lượng ánh sáng.

b Ba dụng cụ biến đổi một

phần điện năng thành nhiệt

năng và một phần thành cơ

năng.

a Ba dụng cụ biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt

năng.

b So sánh điện trở suất của nikêlin hoặc constantan với dây dẫn bằng đồng

a.Bóng đèn dây tóc, bóng đèn

chữ u, bóng đèn LED…

b Các dây hợp kim nikêlin, Constantan…có điện trở suất lớn hơn nhiều so với dây đồng

b.Máy bơm nước,quạt điện,

máy khoan…

a Bàn là, nồi cơm điện,

mỏ hàn…

1 Hệ thức của định luật

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn có điện trở R khi có cường độ

dòng điện I chạy qua trong thời gian t là: Q=I 2 Rt

2 Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra

30

60

K

5 10

20 25

40

35

50

55

t = 300s ; ∆t = 9,5 0 C

I = 2,4A ; R = 5Ω

m 1 = 200g = 0,2kg

m 2 = 78g = 0,078kg

c 1 = 42 000J/kg.K

c 2 = 880J/kg.K

I=2,4A; R=5Ω;

t=300s

ThÝ nghiÖm m« pháng:

25 0 C 34,5 0 C

+ _

Tóm tắt

m1= 200g = 0,2 kg

m2 = 0,078kg, I = 2,4 A

R = 5 Ω ; t = 300s ;

∆ t 0 = 9,5 0 C

C1 = 4200 J/kg.độ

C2 = 880 J/kg.độ

 C1: Hãy tính điện năng A

của dòng điện chạy qua dây

điện trở trong thời gian trên ?

 C2: Tính nhiệt lượng Q mà

nước và bình nhôm nhận

được trong thời gian đó.

 C3 : Em hãy so sánh Q và A

Cần lưu ý điều gì trong quá

trình truyền nhiệt ?

 C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên

A=UIt=I 2 Rt=(2,4) 2 2.300= 8640J

C2:Nhiệt lượng nước nhận được

Q1=c1m1 ∆ t=4200.0,2.9,5=7980J Nhiệt lượng bình nhôm nhận được

Q2=c2m2∆ t=880.0,078.9,5=652,08J Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó:

Q = Q1+ Q2 = 8632,08 J

 C3: Q ≈ A.

Nếu bỏ qua phần nhiệt mất mát thì

Q = A

Vậy hệ thức Q = I 2 Rt là đúng toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng

3 Phát biểu định luật

Mối quan hệ giữa Q, I, R và t trên đây đã được nhà vật lý

người Anh Và nhà vật lý người Nga độc lập tìm ra bằng thực nghiệm và phát biểu thành định luật mang tên hai ông

J.P.Jun

(James

Prescott

Joule,

1818-1889)

H.Len-xơ (Heinrich Lenz,

1804-1865)

Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi

có dòng điện chạy qua tỷ lệ với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua



Hệ thức của định luật Jun-Len –xơ:

Q= I2Rt

Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thỡ hệ thức của

3 Phỏt biểu định luật

I đo bằng am pe (A)

R đo bằng ụm(Ω)

t đo bằng giõy(s) thỡ

Q đo bằng (J)

C4 Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: Tại sao cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng sáng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên ?

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

ra ở dây tóc và ở 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 đến nhiệt độ cao và phát ra ánh sáng Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh, do đó, dây nối hầu như không nóng lên (có nhiệt độ gần bằng nhiệt độ của môi trường)

C5: Một ấm điện có ghi

220V-1000W được sử

dụng với hiệu điện thế

220Vđể đun sôi 2l nước

từ nhiệt độ ban đầu là

lượng làm nóng vỏ ấm

và nhiệt lượng toả ra

môi trường Tính thời

gian đun sôi nước Biết

nhiệt dung riêng của

nước là 4200J/kg.K

Tóm tắt: 220V- 1000W ; V = 2l

⇒ m = 2kg; t 0

1 = 20 0 C ; t 0

2 = 100 0 C;

⇒ c = 4200 J/kg.K t = ?

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

A = Q

2 – t 0

Thời gian đun sôi nước là :

2 1 4200.2.80

672 1000

cm t t

11 phút 12 giây

Học thuộc ghi nhớ của bài Đọc “Có thể em chưa biết” Làm bài tập 9.1–9.14 SBT Chuẩn trước bài:

Điện trở-Biến trở

Học thuộc ghi nhớ của bài Đọc “Có thể em chưa biết” Làm bài tập 9.1–9.14 SBT Chuẩn trước bài:

Điện trở-Biến trở