ĐỊNH LUẬT JUN - LENXƠ

Nhieät löôïng toûa ra ôû daây daãn khi coù doøng ñieän chaïy qua tæ leä thuaän vôùi bình phöông cöôøng ñoä doøng ñieän, vôùi ñieän trôû cuûa daây daãn vaø thôøi gian doøng ñieän chaï[r]

KIỂM TRA BÀI

sản ra trong một đoạn mạch Nêu tên gọi và đơn vị

đo của các đại lượng trong cơng thức.

Trả lời: A =

P 

P

P

t = UIt = I2Rt = U R 2 t

P: Cơng suất (W) t: thời gian (s)

U: HĐT (V) I: CĐDĐ (A) A: Cơng của dịng điện (J) R: Điện trở ()

KIỂM TRA BÀI

vào để tăng nhiệt độ Nêu tên gọi và đơn vị đo các đại lượng cĩ trong cơng thức.

Trả lời:

Q = mc(tP o P

2 – to

1)

Q: nhiệt lượng (J) m: khối lượng (kg) c: nhiệt dung riêng của chất (J/kgK)

to

1: nhiệt độ lúc đầu (oC)

to

2: nhiệt độ lúc sau (oC)

Dòng điện chạy qua vật dẫn 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? Để hiểu rõ điều này hôm nay các em nghiên cứu bài: Định luật Jun- Lenxơ.

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:

Nhóm 1- 2: Lựa ra các dụng cụ điện biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng

Nhóm 3- 4: Lựa ra các dụng cụ điện biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và cơ năng.

Các dụng cụ điện biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và cơ năng : máy bơm nước, máy khoan.

Các dụng cụ điện biến đổ i điện năng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng: đèn LED, đèn compăc

Đèn LED, đèn compăc, máy khoan,

máy bơm nước…

2 Toàn bộ điện năng được biến đổi

thành nhiệt năng:

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:

Các nhóm: Lựa ra các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng

Đèn LED, đèn compăc, máy khoan,

máy bơm nước…

2 Toàn bộ điện năng được biến đổi

điện năng thành nhiệt năng: nồi cơm điện, bàn là, mỏ hàn, đèn dây tóc

Nồi cơm điện, bàn là, mỏ hàn,…

Các dụng cụ này có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn bằng hợp

kim nikêlin hoặc constantan Hãy

so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng (xem bảng 1 trang 26 SGK)

Dây dẫn bằng hợp kim (nikêlin hoặc

constantan) có điện trở suất lớn

ρ nikêlin , ρconstantan > ρđồng

Bài 16

ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ

I/ Trường hợp điện năng biến đổi

thành nhiệt năng:

II/ Định luật Jun – Len-xơ:

Gọi A là điện năng tiêu thụ của đoạn mạch có điện trở R, Q là nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở

R Khi toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng thì A quan hệ thế nào với Q ?

A = Q Hãy chứng minh Q = I 2 Rt

Ta cĩ A = I 2 Rt Vậy Q = I 2 Rt

1- Hệ thức định luật:

Q = I 2 Rt

2- Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm

tra:

Bài 16

ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ

I/ Trường hợp điện năng biến đổi

thành nhiệt năng:

II/ Định luật Jun – Len-xơ:

1- Hệ thức định luật:

Q = I 2 Rt

2- Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm

Mục đích của thí nghiệm là gì?

Em hãy mô tả thí nghiệm?

So sánh điện năng của dòng điện tỏa ra với nhiệt lượng nước, bình nhôm thu vào.

Mắc mạch điện theo sơ đồ, cho điện trở vào bình nhiệt lượng kế.

- Tính công của dòng điện sản ra.

- Tính nhiệt lượng của nước và

bình thu vào

Cho biết

m 1 = 200g = 0,2kg

m 2 = 78g = 0,78kg

I = 2,4 A

R = 5

t = 300s

t 0 = 9,5 0 C

c 1 = 4200 J/kg.K

c 2 = 880 J/kg.K

Nhóm 1 – 2:

C 1 : Tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.

Nhóm 3 – 4:

C 2 : Tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.

Hình 16.1

Cho biết

m 1 = 200g = 0,2kg

m 2 = 78g = 0,78kg

I = 2,4 A

R = 5

t = 300s

t 0 = 9,5 0 C

c 1 = 4200 J/kg.K

c = 880 J/kg.K

Hình 16.1

Giải

C 1 : A = I 2 Rt = (2,4) 2 5.300 = 8 640J

C 2 : Nhiệt lượng nước nhận được là:

Q 1 = c 1 m 1 t 0 = 4 200 0,2 9,5 = 7980J

Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là:

Q 2 = c 2 m 2 t 0 = 4 200

0,2 9,5 = 652,08J Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:

Q = Q 1 + Q 2 = 8 632,08J





C 3 : Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.

Ta thấy Q  A Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền

ra môi trường xung quanh thì Q = A

Bài 16

ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ

I/ Trường hợp điện năng biến đổi

thành nhiệt năng:

II/ Định luật Jun – Len-xơ:

1- Hệ thức định luật: Q = I 2 Rt

2- Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:

Q = I 2 Rt

3- Phát biểu định luật:

trong đó: I đo bằng ampe (A)

)

t đo bằng giây (s) thì Q đo bằng jun (J)

* 1J = 0,24 calo; 1 calo  4,18 J

Nếu Q đo bằng đơn vị calo thì hệ

thức của định luật Jun – Len-xơ là:

R đo bằng ôm (

Q = 0,24 I 2 Rt

III/ Vận dụng:

C 4 : 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 hầu như không nóng lên?

C 5 :

Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu 20 0 C Bỏ qua nhiệt lượng làm 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

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.

(Các nhóm thảo luận và giải trên bảng phụ)

C 4 SGK, C 5 vở BT

Dây dẫn mắc nối tiếp đèn nên cùng cường độ dòng điện và cùng thời gian dòng điện chạy qua Điện trở của dây tóc đèn lớn hơn điện trở của dây dẫn (mà Q ~ R) nên bóng đèn nóng sáng còn dây nối hầu như không nóng.

Bài 16

ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ

I/ Trường hợp điện năng biến đổi

thành nhiệt năng:

II/ Định luật Jun – Len-xơ:

1- Hệ thức định luật: Q = I 2 Rt

2- Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:

Q = I 2 Rt

3- Phát biểu định luật:

trong đó: I đo bằng ampe (A)

)

t đo bằng giây (s) thì Q đo bằng jun (J)

R đo bằng ôm (

Q = 0,24I 2 Rt

III/ Vận dụng:

Cho biết

SGK trang 45

Ấm điện (220V-1000W)

U = 220V

V n = 2 lít  m = 2kg

t 0

1 = 20 0 C; t 0

2 = 100 0 C

c = 4 200J/ kg.K

Ta có : A = Q Hay P t = cm( t 0

2 – t 0

1 ) Suy ra: t = cm( t 0 2 – t 0

1 )

P

= 4 200.2(100-20) 1000

= 672s = 11 phút 12 giây

Thời gian đun sôi nước:

Đáp số: t = 11 phút 12 giây

* 1J = 0,24 calo; 1 calo  4,18 J

Nếu Q đo bằng đơn vị calo thì hệ

thức của định luật Jun – Len-xơ là:

C SGK, C vở BT

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

1/ Định luật Jun – Len-xơ cho biết điện năng biến đổi thành:

A Cơ năng C Hóa năng

B Năng lượng ánh sáng D Nhiệt năng

2/ Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun – Len-xơ :

A Q = IRt C Q = IR 2 t

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

3/ Nếu Q tính bằng calo thì biểu thức nào là của định luật Jun – Len-xơ :

A Q = I 2 Rt C Q = 0,24 I 2 Rt

B Q = IR 2 t D Q = 0,42 IR 2 t

Bài 16

ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ

I/ Trường hợp điện năng biến đổi

thành nhiệt năng:

II/ Định luật Jun – Len-xơ:

1- Hệ thức định luật: Q = I 2 Rt

2- Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:

Q = I 2 Rt

3- Phát biểu định luật:

Q = 0,24I 2 Rt

III/ Vận dụng:

SGK trang 45

C SGK, C vở BT

(J)

(calo)

1- Một phần điện năng được biến

đổi thành nhiệt năng:

2- Toàn bộ điện năng được biến đổi

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.

*** Học kỹ định luật, công thức, đơn vị đo.

*** Đọc có thể em chưa biết.

*** Làm bài tập trắc nghiệm bài 16 – 17 trang 42 + 43 SBT Bài tập 16 – 17.3; 5; 6

*** Tham khảo chuẩn bị bài 17/47 SGK