Bai 16 Dinh luat Jun Lenxo

Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng - Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng: đèn dây tóc, đèn huỳnh qu[r]

KHỞI ĐỘNG Trò chơi: “ AI NHANH HƠN ”

Hai đội chơi, mỗi đội 3 bạn đọc nhanh câu hỏi và giơ tay trả lời Sau khi chiếu câu hỏi, đội nào giơ tay trước, được trả lời, nếu đội trả lời sai thì đội kia được quyền trả lời lại Mỗi câu trả lời đúng được 2 điểm

Câu 1: Công suất của một đoạn mạch được tính theo công thức nào?

A P = U.I B P = C P =U2.R D P = I2.R E. P =

•  

Đáp án: A; B; D

Câu 2: Công của dòng điện sinh ra ở một đoạn mạch trong thời gian t(s) được tính theo

công thức nào?

A A = U.I.t B A= C A=U2.R.t D A = I2.R t E A= P. t

•  

Đáp án: A; D; E

Câu 3: Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và

một phần thành năng lượng ánh sáng là

A.Bóng đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compac

B Bóng đèn dây tóc, quạt bàn, máy bơm nước

C Bóng đèn huỳnh quang, đèn compac, mỏ hàn

D Đèn compac, máy sấy tóc, bếp từ

Câu 4: Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và

một phần thành cơ năng là

A.Quạt trần, bàn là, đèn compac

B Máy khoan, quạt điện, máy bơm nước

C Quạt cây, nồi cơm điện, mỏ hàn

D Máy khoan, máy sấy tóc, bếp từ

Câu 5: Ba dụng cụ có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng là

A.Bóng đèn dây tóc, máy sấy tóc, quạt

B Nồi cơm điện, mỏ hàn, bếp sưởi

C Bóng đèn dây tóc, quạt bàn, máy bơm nước

D Ấm điện, bếp điện, bàn là

Ấm điện

Bếp điện Nồi cơm điện

? Như vậy điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào?

GV: Điện năng được chuyển hóa thành nhiệt năng thì nhiệt năng sinh

ra từ dòng điện phụ thuộc vào các yếu tố nào và phụ thuộc như thế nào? Chúng ta cùng làm thí nghiệm sau

Yêu cầu 3 HS lên bảng làm thí nghiệm cho HS quan sát

và nhận xét

Tại sao với cùng một cường độ dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng, còn dây nối với bóng đèn thì hầu như không nóng lên ? Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn phụ thuộc vào các yếu tố nào?

JUN – LEN XƠ

ĐỊNH LUẬT

Bài 16 Tiết 16

I Trường hợp điện năng biến đổi thanh nhiệt năng

1 Một phần điện năng được biến đổi thành

nhiệt năng

- Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng được biến đổi

thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng: đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compac, …

- Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng được biến đổi

thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng: quạt điện,

máy bơm nước, máy khoan, máy xay sinh tố; …

2 Toàn bộ điện năng được biến đổi thành

nhiệt năng

- Ba dụng cụ điện có thể biến đổi toan bộ điện năng thành nhiệt năng: ấm điện, bếp điện, bàn là, ……

I Trường hợp điện năng biến đổi thanh nhiệt năng

1 Một phần điện năng được biến đổi thành

Cấu tạo- Bộ phận chính của các dụng cụ này là một đoạn dây

dẫn bằng hợp kim có điện trở suất lớn (nikêlin hoặc constantan)

Bếp điện

Dây Constantan

Hoặc dây Nikêlin

? Hãy so sánh điện trở suất của dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc

constantan với các dây dẫn bằng đồng.

1,7.10 -8 < 0,5.10 -6 < 0,4.10 -6

Vậy:

Cu Nikelin Cons tan tan

    

II Định luật Jun – Len xơ

1 Hệ thức của định luật

Điện năng ABiến đổi hoàn toàn Nhiệt năng Q

A= P t = I2.R.t Q = I2.R.t

II Định luật Jun – Len xơ

1 Hệ thức của định luậtQ = I2.R.t

I: là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A)

t: là thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s) Q: là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)

R: là điện trở của dây dẫn ( )

Trong đó:



II Định luật Jun – Len xơ

1 Hệ thức của định luật

2 Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra Hình 16.1 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 và được 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

được điện trở của dây là R=5  Sau thời gian

t=300s , nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng t=9,5 0 C

Biết nhiệt dung riêng nước là c 1 =4200J/kg.K và

của nhôm c 2 = 880J/kg.K

Q = I2.R.t

II ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ

Q = I 2 Rt

1 Hệ thức của định luật:

2 Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra

Kiểm tra hệ thức định luật Jun – Lenxơ

II ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ

1 Hệ thức của định luật:

2 Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra

Hình 16.1 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 và được

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 được điện trở của

dây là R=5 Sau thời gian t=300s , nhiệt kế

cho biết nhiệt độ tăng t=9,5 0 C Biết nhiệt

dung riêng nước là c 1 =4200J/kg.K và của

nhôm c 2 = 880J/kg.K

Hình 16.1

Q = I 2 Rt



20 25

+ _

C1: NHÓM 1,3,5: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.

C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng

có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.

và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.

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

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

trong thời gian trên là:

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

C3: Ta thÊy Q A NÕu tÝnh c¶ phÇn nhá nhiÖt l ưîng truyÒn ra m«i tr ưêng xung quanh th× Q = A=I2.R.t

James Prescott Joule (1818-1889) Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865)

Nhà vật lý người Anh sinh tại

Sanford, Lancashire Joule là người

lập nên định luật Joule – Lenz định

luật về tính nhiệt tỏa ra từ đoạn dây

dẫn với dòng điện chạy qua.

Nhà vật lý người Nga sinh tại Dorpat, Linovia thuộc đế quốc Nga, ông cũng nghiên cứu độc lập và phát hiện ra định luật Juole đồng thời với nhà bác học Joule.

Mối quan hệ giữa Q, I, R và t trên đây

đã đ ược nhà vật lý ng ười Anh 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 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.

Q = I2Rt

I: là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A)

t: là thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s) Q: là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)

R: là điện trở của dây dẫn ( )

II ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ :



trong sinh hoạt …

Bàn là điện Lò nướng

điện

Máy sấy tóc

Một số thiết bị đốt nóng bằng điện có ích

trong sản xuất …

Lò sấy điện trở

Máy sấy nông sản dùng điện

Nhưng một số thiết bị khác như: động cơ điện, thiết

bị điện … sự tỏa nhiệt là vô ích thậm chí có hại !

Để giảm sự tỏa nhiệt của dây dẫn điện, thiết

bị điện Nên sử dụng dây dẫn điện

Có thương hiệu, đúng tiêu chuẩn kĩ

thuật về an toàn điện, nguồn gốc rõ

ràng

Để giảm điện trở nội, tiết kiệm điện năng và không gây hỏa hoạn khi sử dụng.

Đèn huỳnh quang Đèn compắc

Đèn dây tóc

Trong các loại đèn trên chúng ta nên sử dụng loại đèn nào? Vì sao

Trong các loại đèn trên chúng ta nên sử dụng loại đèn compắc, đèn huỳnh quang Vì có hiệu suất phát sáng cao tiết kiệm điện, giảm chi tiêu cho gia đình, cơ quan trường học, xí nghiệp…

Không nên sử dụng đèn sợi đốt trong chiếu sáng, vì

Hiệu suất phát sáng thấp dưới

- Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn: Q = I 2 Rt.

- Đối với các thiết bị đốt nóng như: bàn là, bếp điện, lò sưởi việc tỏa

nhiệt là có ích Nhưng một số thiết bị khác như: động cơ điện, các thiết

bị điện tử gia dụng khác việc tỏa nhiệt là vô ích.

- Biện pháp GDBVMT: Để tiết kiệm điện năng, cần giảm sự tỏa nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở nội (điện trở trong) của chúng

Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên phát động khuyến khích mọi người tắt đèn điện và các thiết bị điện không ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt

trong một giờ, từ 20h30-21h30 ngày thứ 7 cuối tháng ba hàng năm Bắt đầu từ Sydney nước Úc năm 2007 Việt Nam tham gia Giờ

Trái Đất từ năm 2009 Hiện nay logo của Giờ Trái Đất được thêm dấu “+” sau số 60 với ý nghĩa Giờ Trái Đất không chỉ dừng lại ở 60 phút mà còn nhiều hơn thế nữa Mục đích của sự kiên này nhằm

đề cao việc tiết kiệm điện, làm giảm lượng khí thải điôxít cacbon

gây ra hiệu ứng nhà kính khiến trái đất nóng lên và biến đổi khí

hậu toàn cầu Nhắc nhở mọi người hãy hành động thường xuyên

hơn trong việc bảo vệ môi trường hành tinh xanh của chúng ta.

Là một học sinh em đã, đang và sẽ làm gì để tiết kiệm năng lượng bảo vệ môi trường sống của chúng ta?

35

Nhắc nhở mọi người xung quanh cùng tiết kiệm

năng lượng như: Tắt các thiết bị điện không cần

thiết, không bỏ thừa mứa thức ăn, phân loại rác, bỏ rác đúng nơi quy định,sử dụng tiết kiệm giấy trong học tập và việc làm…

* Nếu Q tính bằng đơn vị Calo thì hệ thức : Q = 0,24.I 2 Rt

Giảm hao phí điện do tỏa

nhiệt trên điện trở

III.VẬN DỤNG

C 4

Theo ĐL Jun-Lenxơ, Q tỏa ra tỉ lệ thuận với điện trở R dây

Nên ở dây đồng Q tỏa ra nhỏ hơn Q tỏa ra ở dây vônfram của đèn, vì vậy

dây đồng không nóng còn dây vônfram nóng đỏ và phát sáng.

=> R dây đồng ………. R dây vônfram của đèn

ρ đồng = 1,7.10 -8 Ωmm ……….  nhỏ hơn ρ Vônfram = 5,5.10 -8 Ωmm

nhỏ hơn

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

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT

Hãy nêu nguyên tắc hoạt động của cầu chì?

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

độ dòng điện định mức:

Cường độ dòng điện

1 2,5 10

0,1 0,5 0,75

0,3 1,1 3,8

Cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ điện, khi có sự cố, cường độ dòng điện tăng lên quá mức cho phép, dây cầu chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch tự động tránh được tổn thất.