Dinh luat Jun Len xo

Trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t được tính bằng công thức nào?.[r]

Trang 1

1

Trang 2

TIẾT 17: 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 biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần điện năng

thành cơ năng ?

2 Toàn bộ điện năng được

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

thành năng lượng ánh sáng?

2

Nåi c¬m ®iÖn Má hµn

M¸y b¬m n íc ư

M¸y sÊy tãc

Bót thö ®iÖn

§Ìn LED

§Ìn tuýp §Ìn com p¾c

12V-6W

§Ìn d©y tãc

Hãy kể tên ba dụng cụ điện có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng?

Hãy so sánh điện trở suất của dây dẫn hợp kim Nikêlin với dây dẫn bằng đồng ?

Điện trở suất của nikêlim lớn hơn điện trở suất của đồng sấp xỉ 23,5 lần

Trang 3

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

II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

1 Hệ thức của định luật

Trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có

dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t được tính bằng công thức nào?

Điện năng tiêu thụ theo I,R,t : A= UIt = I 2 Rt

Q = I2Rt

Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng: A = Q Nên suy ra: Q = I 2 Rt

Viết công thức tính điện năng tiêu thụ theo I,R,t ?

Trang 4

Q = I 2 Rt

2 Xử lý kết quả của thí nghiệm

kiểm tra

Mô tả thí nghiệm xác định điện năng sử dụng và nhiệt lượng tỏa

ra Khối lượng nước m 1 = 200g được đựng trong bình bằng nhôm

có khối lượng m 2 = 78g ,được đun nóng bằng một dây điện trở Điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ I= 2,4 A và kết hợp với số chỉ của vôn

kế , biết điện trở của dây là R= 5 Sau thời gian t =300s nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng ∆t 0 = 9,5 0 C Biết nhiệt dung riêng của nước là

c 1 = 4200J/kg.K, của nhôm là

c 2 = 880J/kg.K.

Ω

Trang 5

V

K

A

t = 300s ;

I = 2,4A ;

m1 = 200g = 0,2 kg

c2 = 880J/kg.K

c1 = 4 200J/kg.K

m2 = 78g = 0,078 kg

2 XỬ LÝ KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM KIỂM TRA:

R = 5Ω

 t0= 9,50C

Tính: A = ?;

Trang 6

Cho biết:

m1= 200g = 0,2kg

m2= 78g = 0,078kg

c1 = 4 200J/kg.K

c2 = 880J/kg.K

I = 2,4(A)

R = 5()

t = 300(s)

 t = 9,50C

Tính: A = ?;

A của dòng điện chạy qua

dây điện trở trong thời gian :

300s

lượng Q mà nước và bình

nhôm nhận được trong thời

gian 300s.

nêu nhận xét.

2 XỬ LÝ KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM KIỂM TRA:

Trang 7

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

A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8 640J

C2: Nhiệt lượng Q1 do nước nhận được:

Q1 = c1m1t0 = 4200.0,2.9,5 = 7 980 (J)

Nhiệt lượng Q2 do bình nhôm nhận được:

Q2 = c2m2t0 = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)

Nhiệt lượng Q do cả bình và nước nhận được:

Q = Q1+ Q2 = 7980 + 652,08 = 8 632,08 (J)

C3 : Ta thấy Q  A Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì: Q = A

Trang 8

Q = I 2 Rt

2 Xử lý kết qả của thí nghiệm

kiểm tra

3 Phát biểu định luật

Nhiệt lượng toả 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

Trang 9

Q = I 2 Rt

2 Xử lý kết quả của thí

nghiệm kiểm tra

Nhiệt lượng toả 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 của định luật Jun –Len-xơ:



Lưu ý: Nếu Q đo bằng Calo thì

hệ thức định luật Jun-Lenxơ là:

1Jun = 0,24Calo

Trang 10

James Prescott Joule

(1818-1889)

Heinrich Friedrich Emil

Lenz (1804-1865)

Trang 11

Q = I 2 Rt

2 Xử lý kết quả của thí

nghiệm kiểm tra

III VẬN DỤNG:

bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ dòng điện vì chúng mắc nối tiếp Theo định luật Jun – Len-xơ thì Q ~ R , dây tóc bóng đèn có R lớn nên Q toả ra lớn do đó dây tóc nóng lên tới

dây nối có đ iện trở nhỏ nên nhiệt

lượng toả ra ít và truyền một phần cho môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên

C4 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?

Trang 12

C5: Một ấm điện có ghi 220V- 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V

để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 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 4200J/kgK

Tóm tắt

U đm = 220V

Pđm = 1000W

U = 220V

V = 2l

Suy ra: m = 2kg

t 1 0 = 20 0 C

t 2 0 = 100 0 C

C = 4200J/kg.K

t = ?

Gọi t là thời gian cần để đun sôi nước Điện năng tiêu thụ của ấm trong thời gian t:

Vì: U = U đm , Nên P = P đm = 1000(W)

Do đó: A = P t = 1000.t (J) Nhiệt lượng cần cung cấp để 2l nước ở 20 0 C đến sôi:

Q = m.c.t = m.c.(t 2 0 – t 1 0 ) = 2.4200.(100 – 20) = 672000(J) Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng:

A = Q Hay: 1000.t = 672000 Suy ra: t = 672000 : 1000 = 672(s) Vậy thời gian đun sôi nước là 672(s)

Đáp số: 672(s)

Bài giải

Trang 13

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT

* Tuỳ theo vật liệu và tiết diện mà các dây dẫn chỉ chịu được

những dòng điện có cường độ nhất định Quá mức đó, theo

định luật Jun – Len-xơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm cháy vỏ

bọc và gây hoả hoạn Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với mỗi

dụng cụ điện, khi có sự cố cường độ dòng điện tăng quá mức

cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch điện, tránh

được tổn thất Vì thế dây chì và dây dẫn điện phải có tiết diện

được tính toán phù hợp với cường độ dòng điện định mức.

Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường

độ dòng điện định mức:

Cường độ dòng điên định

mức (A)

Tiết diện dây đồng

(mm 2 ) Tiết diện dây chì (mm 2 )

1 2,5 10

0,1 0,5 0,75

0,3 1,1 3,8

Trang 14

BÀI TẬP: 16-17.5/ T23SBT

Một dây dẫn có điện trở 176 được mắc vào hiệu điện thế 220V Tính nhiệt lượng do dây dẫn toả ra trong 30phút?

Giải

Cho biết:

R = 176

U = 220V

t = 30’ = 1800s

Tính:

Q = ?

Cường độ dòng điện qua dây dẫn:

220

1.25 176

U

R

Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn trong 30 phút là:

Q = I2Rt = 1,252.176.1800 = 495000J

Trang 15

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

-Học thuộc ghi nhớ, nắm vững các kiến thức của bài.

-Đọc mục: “Có thể em chưa biết”.

-BTVN: 16-17.1 đến 16-17.11 (SBT).

-Chuẩn bị bài mới:

-Chuẩn bị bài mới: “Bài tập vận dụng “Bài tập vận dụng

định luật Jun – Len xơ”

Trang 16

  



  



Trang 17

17

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	2,12 MB