Bai 16 DINH LUAT JOULE LENZ

Một phần điện năng đợc biến đổi thành nhiệt năng a, Dông cô hay thiÕt bÞ ®iÖn nµo sau đây biến đổi một phần điện n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng vµ mét phÇn thµnh n¨ng lîng ¸nh s¸ng?. - §Ìn ống tu[r]

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 nh không nóng lên?

Dòng điện chạy qua vật dẫn th ờng gây ra tác dụng nhiệt Nhiệt l ợng toả ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào ?

Mỏy khoan

ấm điện

Mỏ hàn

a, Dụng cụ hay thiết bị điện nào

sau đây biến đổi một phần điện

năng thành nhiệt năng và một

phần thành năng l ợng ánh sáng ?

Đốn com-pac Máy quạt

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

1 Một phần điện năng đ ợc biến đổi thành nhiệt năng

- Đèn ng tuýp, Đèn điện ố

dây tóc, Đèn com-pac.

b, Dụng cụ hay thiết bị điện nào

sau đây biến đổi một phần điện

năng thành nhiệt năng và một

phần thành cơ năng ?

- Máy bơm n ớc, Máy khoan,

Máy quạt

2 Toàn bộ điện năng đ ợc biến

đổi thành nhiệt năng

a, Dụng cụ hay thiết bị điện nào

sau đây có thể biến đổi toàn bộ

điện năng thành nhiệt năng ?

- ấm điện, Bàn là, Mỏ hàn

Đốn ống tuýp

Mỏy bơm nước

Đốn điện dõy túc Bàn là

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

1 Một phần điện năng đ ợc biến đổi thành nhiệt năng

2 Toàn bộ điện năng đ ợc biến đổi thành nhiệt năng

a Dụng cụ hay thiết bị điện có

thể biến đổi toàn bộ điện năng

thành nhiệt năng gồm :

ấ m điện

- Bộ phận chính của các dụng

cụ hay thiết bị điện này là gì ?

- Hãy so sánh điện trở suất của

các dây dẫn hợp kim này với các

dây dẫn bằng đồng ?

Các dụng cụ biến đổi toàn bộ

điện năng thành nhiệt năng có

bộ phận chính là một đoạn dây

dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc

constantan

B n l à à

Bếp điện

Dây Đồng Dây Nikêlin Dây Constantan

0,017.10-6Ωm 0,4.10-6Ωm 0,5.10-6Ωm

Mỏ hàn

Nồi cơm điện

- Gọi A là điện năng tiêu thụ của đoạn mạch có

điện trở R, dòng điện chạy qua đoạn mạch đó là I trong thời gian t Vậy A đ ợc tính nh thế nào ?

A = I 2Rt

- Gọi Q là nhiệt l ợng toả ra ở điện trở R.

- Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng thì Q

có quan hệ nh thế nào với A ?

Q = A = I 2Rt

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

2 Toàn bộ điện năng đ ợc biến đổi thành nhiệt năng

1 Một phần điện năng đ ợc biến đổi thành nhiệt năng

iI định luật jun – len-xơ

1 Hệ thức của định luật : Q = I 2 Rt

2 Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

iI định luật jun – len-xơ

-Hình 16.1 mô tả thí nghiệm xác định

điện năng sử dụng và nhiệt l ợng toả ra

Khối l ợng n ớc m1 = 200g đ ợc đựng

trong bình bằng nhôm có khối l ợng m2

= 78g và đ ợc đun nóng bằng một dây

điện trở Điều chỉnh biến trở để Ampe

kế chỉ I = 2,4A và kết hợp với số chỉ

của Vôn kế biết đ ợc điện trở của dây là

R = 5 Sau thời gian t = 300s, nhiệt

kế cho biết nhiệt độ tăng t o = 9,5 o C

Biết nhiệt dung riêng của n ớc là c1 =

4200J/kg.K và của nhôm là c2 =

880J/kg.K

1 Hệ thức của định luật : Q = I 2 Rt

2 Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra

m2 = 78g

t = 300s

c1= 4200J/kg.K

Tóm tắt

I = 2,4A

= 0,078kg

c2 = 880J/kg.K

C2 Q = ?

C3 So sánh Q với A

Nêu nhận xét

Nhiệt l ợng bình nhôm nhận đ ợc

C1 A = ?

to = 9,5oC

R = 5

m1= 200g = 0,2kg

Bài giải

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

A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640(J)

C2 Nhiệt l ợng n ớc nhận đ ợc

………

………

Nhiệt l ợng n ớc và bình nhôm nhận đ ợc

………

C3 Ta thấy : Q  A Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt l ợng truyền ra môi tr ờng xung quanh thì Q = A

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

iI định luật jun – len-xơ

1 Hệ thức của định luật :

2 Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra

Q = I 2 Rt

………

Q1 = c1m1to = 4200.0,2.9,5 = 7980 (J)

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

Q = Q1 + Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08(J)

J P.Jun

H.Len-xơ

Nhiệt l ợng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện

chạy qua tỉ lệ thuận với bình ph ơng cuờng độ

dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian

dòng điện chạy qua

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

1 Hệ thức của định luật :

2 Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra

Q = I 2 Rt

iI định luật jun – len-xơ

3.Phát biểu định luật

+ Nội dung :

+ Hệ thức : Q = I 2 Rt

+ Nếu đo Q bằng đơn vị calo :

Q = 0,24I 2 Rt

Trong đó : I đo bằng ampe (A),

R đo bằng ôm (),

t đo bằng giây (s) thì

Q đo bằng jun (J).

III Vận dụng

C 4 Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài : 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 nh không nóng lên ?

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

2 Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra

áp dụng định luật Jun - Len-xơ : Q = I 2Rt

iI định luật jun –

len-xơ

3.Phát biểu định luật

1 Hệ thức của định luật :

Ta có : Nhiệt l ợng toả ra trên dây tóc : Qdt= I 2Rdtt

Nhiệt l ợng toả ra trên dây nối : Qdn= I 2Rdnt Hai dây này mắc nối tiếp nên có I nh nhau và cùng thời gian t Vì Rdt > Rdn nên Qdt > Qdn

C 5 Một ấm điện có ghi 220V-1000W đ ợc sử dụng với hiệu điện thế 220V để

đun sôi 2l n ớc từ nhiệt độ ban đầu là 20o C Bỏ qua nhiệt l ợng làm nóng vỏ ấm và nhiệt l ợng toả vào môi tr ờng, tính thời gian đun sôi n ớc Biết nhiệt dung riêng của n ớc là 4200J/kg.K.

Tóm tắt

ấm điện: 220V-1000W

U = 220V

V = 2l

to

1 = 20oC

to

2 = 100oC

c = 4200J/kg.K

t = ?

Bài giải

Nhiệt l ợng cần cung cấp cho 2kg n ớc để tăng từ

20oC lên 100oC là:

Q = mc( to

2 - to

1 ) = 4200.2.80 = 672000 (J) ẹiện năng mà bếp tiêu thụ trong thời gian t là : Boỷ qua nhieọt lửụùng laứm noựng voỷ aỏm neõn A = Q

Do ủoự thụứi gian ủun soõi nửụực laứ : P t = 672000J

ĐS : 672s

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

iI định luật jun – len-xơ

III Vận dụng

m = 2kg

A = P t

Giáo dục Bảo vệ môi trường:

Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn trong trường hợp nào là có

ích, trường hợp nào là vô ích ?

- Các thiết bị đốt nóng: bàn là, bếp điện, lò sưởi, … Việc tỏa nhiệt là có ích

- Các động cơ điện, các thiết bị điện tử gia dụng khác, việc

tỏa nhiệt là vô ích

Cần có biện pháp gì để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt ? Để tiết kiệm điện năng, cần giảm sự tỏa nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở nội (điện trở trong) của chúng

Caõu 1: Choùn cuùm tửứ ủuựng ủieàn vaứo choó troỏng khi phaựt bieồu ủũnh luaọt Jun – Lenxụ

“Nhiệt l ợng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ

lệ thuận với ……… , với

điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua”

A c ờng độ dòng điện

B hieọu ủieọn theỏ

C bình ph ơng c ờng độ dòng điện

D Caỷ A, B, C ủeàu ủuựng

C bình ph ơng c ờng độ dòng điện

Câu 2: Định luật Jun – Lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành ?

A Nhiệt năng

B Hóa năng

C Cơ năng

D Năng lượng ánh sáng

A Nhiệt năng

Câu 3: Trong gia đình, các thiết bị đun nóng bằng điện sử dụng nhiều điện năng nhất Biện pháp tiết kiệm nào dưới đây là hợp lý nhất ?

A.Không sử dụng các thiết bị đun nóng bằng điện

B.Không đun nấu bằng điện

C Chỉ sử dụng các thiết bị nung nóng bằng điện trong thời gian tối thiểu cần thiết

D Không đun nấu bằng điện và chỉ sử dụng các thiết bị nung nóng khác như bàn là, máy sấy tóc trong thời gian tối thiểu cần thiết

C Chỉ sử dụng các thiết bị nung nóng bằng điện trong thời gian tối thiểu cần thiết

Có thể em ch a biết

Tuỳ theo vât liệu và tiết diện dây dẫn mà các dây dẫn chỉ chịu đ ợc những dòng điện có c ờng độ nhất định Quá mức đó, theo định luật Jun -Len -xơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm chảy vỏ bọc và gây hoả hoạn Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ điện, khi có sự cố, c ờng độ dòng

điện tăng lên quá mức cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch

tự động, tránh đ ợc tổn thất Vì thế, dây chì và dây dẫn điện phải có tiết diện đ ợc tính toán phù hợp với c ờng độ dòng điện định mức

Bảng 1: Tiết diện của dây đồng và dây chì đ ợc quy định theo c ờng độ dòng điện định mức

Cuờng độ dòng điện định mức

( A)

Tiết diện dây đồng (mm 2 ) Tiết diện dây chì (mm 2 )

1 2,5

0,5

0,1

1,1 0,3 3,8

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

C5 Một ấm điện có ghi 220V-1000W đ ợc sử dụng với hiệu điện thế 220V để

đun sôi 2l n ớc từ nhiệt độ ban đầu là 20o C Bỏ qua nhiệt l ợng làm nóng vỏ ấm và nhiệt l ợng toả vào môi tr ờng, tính thời gian đun sôi n ớc Biết nhiệt dung riêng của n ớc là 4200J/kg.K.

Tóm tắt

ấm điện: 220V-1000W

U = 220V

V = 2l

to

1 = 20oC

to

2 = 100oC

c = 4200J/kg.K

t = ?

Tieỏt 19 Bài 16 định luật jun - len-xơ

i Tr ờng hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

iI định luật jun – len-xơ

III Vận dụng

m = 2kg

H ớng dẫn

Q = mc( to

2 - to

1 )

Ta có :

A = P t Theo định luật bảo toàn năng l ợng : A = Q

45 15

30

60

K

5 10

20 25

40 35

50 55

t = 300s ; t = 9,5 0 C

I = 2,4A ; R = 5Ω

m1 = 200g = 0,2kg m2 = 78g = 0,078kg c1 = 4 200 J/kg.K c2 = 880 J/kg.K

mô tả thí

nghiệm và

nêu tác

dụng của

các dụng

cụ điện có

trong thí

nghiệm ?

Mục đích TN:

năng sử dụng

và nhiệt l ợng

toả ra…

* Mục đích của thí nghiệm là gì ?