Bài 16: Định luật Joule - Lenz

Vì sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối tới bóng đèn H i H i ỏi ỏi :Nêu một số vật dẫn mà dòng điện qua chúng gây ra tác dụng

VẬT LÝ LỚP 9

Phần I

Điện Học

GV : Tr n Th Kim Thúy ần Thị Kim Thúy ị Kim Thúy THCS Quang Trung – Bảo Lộc

 KIỂM TRA BÀI CŨ:

Hỏi :Điện năng cĩ thể chuyển hĩa thành các dạng năng lượng nào?

Đáp : Điện năng cĩ thể chuyển hĩa thành

Cơ năng (máy quạt, máy bơm nước…) Nhiệt năng (bàn là, bếp điện…)

Hĩa năng (pin, acquy )

Quang năng (thiết bị chiếu sáng )…

Dòng điện chạy qua các vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt, nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào?

Vì sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối tới bóng đèn

H i H i ỏi ỏi :Nêu một số vật dẫn mà dòng điện qua chúng gây ra tác dụng nhiệt?

ĐápĐápápáp :Bàn là điện, bếp điện, nồi cơm điện, bóng đèn dây tóc…

ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ

I.TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

1 Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:

Đèn dây tóc, đèn LED, bút thử điện…

Máy bơm nước, máy quạt, máy khoan điện…

2.Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng:

Bàn là, bếp điện, mỏ hàn điện …

a) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt

năng và một phần thành năng lượng ánh sáng ?

b) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt

năng và một phần thành cơ năng?

a)Hãy kể tên ba dụng cụ có thể biến đổi điện năng hoàn

toàn thành nhiệt năng ?

 Hỏi :

b)Các dụng cụ biến đổi điện năng hoàn toàn thành nhiệt năng có bộ phận chính là đoạn dây dẫn bằng hợp kim: Nikêlin hay constantan hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng?

 Đáp án :

Dây hợp kim bằng Nikêlin hay constantan có điện trở suất lớn hơn rất nhiều so với điện trở suất của dây đồng.

ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ

I.TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

1 Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:

Đèn dây tóc, đèn LED, bút thử điện…

Máy bơm nước, máy quạt, máy khoan điện …

2.Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng:

Bàn là, bếp điện, mỏ hàn điện

II ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ

1.Hệ thức của định luật :

Q = I 2 Rt

2Xử lý kết quả của thí nghiệmkiểm tra :

+ Em hãy viết công thức tính điện

năng tiêu thụ khi đặt vào 2 đầu dây

dẫn một hiệu điện thế U, cường độ

dòng điện I chạy qua dây dẫn đó

trong thời gian t :

•- ta có : U = IR

•- thay vào(1)  A = I 2 Rt

•- Theo định luật bảo toàn chuyển

hóa năng lượng ta có: A = Q

•  Q = I 2 Rt

•V y trong trường hợp ậy trong trường hợp điện

năng biến đổi thành nhiệt năng

thì nhiệt lựơng tỏa ra ở dây dẫn

có điện trở R khi có dòng điện

cường độ I chạy qua trong thời

gian t tính bằng công thức bên

A = UIt (1)

2 xử lý kết quả của thí nghiệm:

Hs cho biết : làm thí nghiệm để kiểm tra điều gì?

Trả lời : Kiểm tra hệ thức : Q = I2Rt

Để kiểm tra điều đó thì người ta mắc mạch điện có sơ đồ hình 16.1

để làm thí nghi mệm

Các em hãy đọc phần mô tả TN hình 16.1 SGK và các dữ kiện thu được từ TN kiểm tra

- Gồm một dây điện trở R được làm bằng chất có điện trở suất lớn

-Ampe kế để đo cường độ dòng điện chạy qua điện trở R

- Vôn kế để đo hiệu điện thế giữa hai đầu R

-Nhiệt kế đo nhiệt độ của nước trước và sau khi đun

m1= 200g = 0,2 kg

m2 = 0,078kg

I = 2,4 A

R = 5 

t = 300s

t0 = 9,50C

C1 = 4200 J/kg.độ

C2 = 880 J/kg.độ

m1= 200g = 0,2 kg

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

R = 5  ; t = 300s ; t0 = 9,50C

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=I2Rt=(2,4)2.2.300 =

C2: Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó:

Q1 = c1m1  t = 4200.0,2.9,5 =

Q2 = c2m2  t =880.0,078.9,5=

Q = Q1+ Q2 = 8632,08 J

 C3: Q  A

+ Nếu bỏ qua phần nhiệt mất mát thì

Q = A Vậy hệ thức Q = I2Rt là đúng

Toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng

8640J 7980J 652,08J

ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ

II ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ

1.Hệ thức của định luật : Q = I 2 Rt

2 Xử lý kết quả của thí nghiệm: A = Q

3 Phát biểu định luật :

Nhiệt lượng tỏa ra ở một dây dẫn khi có dòng điện chạy qua

……….với bình phương cường độ dòng điện, với

………của dây dẫn và ……… dòng điện chạy qua dây

Q = I 2 Rt

Trong đó : Q : nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)

R : điện trở của dây dẫn ()

I : cường độ dòng điện (A)

t : thời gian ( s)

Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Joule-Lenz là : Q = 0,24 I 2 Rt

 Dựa vào hệ thức của định luật, em hãy phát biểu mối quan hệ giữa Q,I,R,t.

tỉ lệ thuận

điện trở th i gian ời gian

 Hai nhà Vật lý học người Anh và Đức đã tìm ra định luật trên người ta đã lấy tên của hai ông để đặt tên cho định luật : Định luật Joule - Lenz

 J.P JOULE H.LENZ

ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ

• Gợi ý:

dây tóc đèn và dây nối khác nhau do yếu tố nào?

 do đó điện trở R của dây tóc đèn lớn hơn nhiều so với điện trở dây nối bằng đồng

Với dòng điện có cùng cường độ I chạy qua chúng trong cùng thời gian, do đó

vì vậy dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên

S

l

Q tỉ lệ thuận với R

III.VẬN DỤNG :

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

ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ

III.VẬN DỤNG :

 C5:

tóm tắt

Aám : 220V – 1000 W

U = 220V

V = 2l  m = 2 kg

t1 = 200C, t2 = 1000C

C = 4200 J/kg.độ

t = ?

+ Aám điện hoạt độâng

như thế nào?

+ Aám hoạt động nhờ

P

t mc

 Vì ấm sử dụng ở hiệu điện thế bằng với hiệu

điện thế định mức nên P = 1000W

 Nhiệt lượng cần để cung cấp cho 2 kg nước tăng đến nhiệt độ sôi :

 Q = mc(t 2 –t 1 ) = 4200 x 2x80 = 672000 J

 Điện năng mà bếp tiêu thụ trong thơì gian t:

A = Pt

 Theo định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng ta có A = Q

mà Q = mc(t 2 –t 1 )

Pt = mc(t2 –t 1 ) = 2.4200.80  t = =

P

t

mc

1000 672000

1 Nêu hệ thức của định luật Joule- Lenz ?

Q = I2Rt

2.Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng?

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua …

A tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua

của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua

với thời gian dòng điện chạy qua và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn

D tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua

3.Câu nào dưới đây mang nội dung của định luật Joule- Lenz

4.Định luật Joule- Lenz cho biết điện năng biến đổi thành :

A Cơ năng

B Năng lượng ánh sáng

C Hóa năng

D Nhiệt năng

Công việc về nhà :

+ Bài tập 16.3 đến 16.6

ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ

I.TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

1 Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng: Đèn dây tóc, đèn LED,

bút thử điện…

II ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ

3 Phát biểu định luật : Nhiệt lượng tỏa ra ở một dây dẫn khi có dòng điện chạy

III.VẬN DỤNG :

(Tháng 10 năm 2007)