Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

1
Tiết 16 Định luật Jun - Len-xơ
GV dạy : Khuất Văn Nhuận
Trường THCS Cẩm Yên
+
-
2
Dòng điện chạy qua vật dẫn thường gây tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng toả ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào ? Tại sao cùng với một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng sáng lên với nhiệt độ cao, còn dây nối bóng đèn thì hầu như không nóng lên ?
Để biết rõ chúng ta nghiên cứu của bài hôm nay:
Tiết 16 - bài 16
Định luật Jun - Len-XƠ
3
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
a. Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng.
4
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
Ba dụng cụ đó là
5
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
Các em xem hình lớn hơn
6
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
b. Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng
7
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
a. Hãy kể tên ba dụng cụ điện có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
8
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
b. Các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan hãy so sánh điện trở suất của dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng.
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
Dây Constantan
Hoặc dây Nikêlin
9
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
II. Định luật Jun - Len-Xơ
1. Hệ thức của định luật
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t là : Q=I2Rt
10
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được 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
Hình bên mô tả TN xác định điện năng sử dụng và nhiệt toả ra. Khối lượng nước m1=200g được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2=78g và được đun nóng bằng dây điện trở.
Điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ I=2,4A và kết hợp 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 t0=9,50C. Biết NDR của nước c1=4200J/kg.K và của nhôm c2=880J/kg.K
11
45
15
30
60
A
V
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 300s ; ?t = 9,50C
I = 2,4A ; R = 5?
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 00J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
Mô phỏng thí nghiệm trên:
250C
34,50C
+
_
12
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được 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
C1 Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
TLC1
A=I2Rt=(2,4)2.5.300=8 640J
C2 Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhân được trong thời gian đó.
TLC2 Nhiệt lượng nước nhận được là: Q1=c1m1 t0 = 4 200.0,2.9,5=7980J
Nhiệt lượng nhôm nhận được là: Q2=c2m2 = 880.0,078.9,5=652,08J
Nhiệt lượng nước và nhôm nhận được là: Q=Q1+Q2 =8632,08J
13
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được 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
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.
TLC3
Ta thấy Q A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì Q = A
14
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được 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
3. Phát biểu định luật
Mối quan hệ giữa Q, I, R và t trên đây đã được nhà vật lý người Anh
J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
Và nhà vật lý người Nga
H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865)
độc lập tìm ra bằng thực nghiệm và phát biểu thành định luật mang tên hai ông
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
15
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được 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
3. Phát biểu định luật
J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865)
Hệ thức của định luật Jun-Len -xơ:
Q= I2Rt
Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Jun-Len-xơ là Q=0,24I2Rt
16
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được 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
3. Phát biểu định luật
J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865)
Các em xem một hình ảnh khác của J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
Và H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865)
17
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
II. Định luật Jun - Len-Xơ
III. Vận dụng
C4 Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: Tại sao cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng sáng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên ?
TLC4 Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng mắc nối tiếp với nhau. Theo định luật Jun - Len - xơ, nhiệt lượng toả ra ở dây tóc và ở dây nối tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao và phát ra ánh sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh, do đó, dây nối hầu như không nóng lên (có nhiệt độ gần bằng nhiệt độ của môi trường).
Qdây = I2Rt do Rdây xấp xỉ bằng 0 nên Q=0
Qđèn = I2Rt do Rđèn > 0 nên Q>0
Cách khác vắn tắt
18
Tiết 16 - Bài 16 Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
II. Định luật Jun - Len-Xơ
III. Vận dụng
C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220Vđể đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 20oC. 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
Tóm tắt: AĐ ghi: 220V- 1000W V = 2l => m = 2kg t01 = 200C ; t02 = 1000C; c = 4200 J/kg.K. t = ?
Theo định luật bảo toàn năng lượng:
A = Q
hay Q = cm(t02 - t01) mà Q=Pt nên
Thời gian đun sôi nước là�:
P
19
Ghi nhớ
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua:
Q= I2Rt
20
Dặn dò
- Về nhà học kỹ bài, đọc có thể em chưa biết.
- Làm bài tập 16-17(.1 đến .4) trang 23 SBT
21
Cám ơn các em?