Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

1
Tiết 16 Định luật Jun - Len-xơ
CHÀO MỪNG THẦY, CÔ VỀ DỰ GIỜ THĂM LỚP 9A3
+
-
2
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 2. Điện năng có thể biến đổi thành các dạng năng lượng nào? Cho ví dụ?
Câu 1. Viết công thức tính công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch. Ghi đơn vị đo của từng đại lượng ?
Câu 3. Viết công thức tính nhiệt lượng thu vào nóng lên của vật. Ghi đơn vị đo của từng đại lượng ?
3
Câu 2. Điện năng có thể biến đổi thành các dạng năng lượng nào ? Cho ví dụ ?
Điện năng có thể biến đổi thành các dạng năng lượng như: Nhiệt năng, quang năng, cơ năng.... Ví dụ : Bàn là, đèn sợi đốt, máy bơm nước.
Câu 1. Viết công thức tính công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch. Ghi đơn vị đo của từng đại lượng?
A = P.t = U.I.t Trong đó : U: Đo bằng (V)
I: Đo bằng (A)
t : Đo bằng (s)
A: Đo bằng (J)
4
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
5
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG.
II/ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ.
III/ VẬN DỤNG
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
Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng.
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
b. Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ 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
a. Hãy kể tên ba dụng cụ điện có biến đổi điện năng thành nhiệt năng năng
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
9
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
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
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có cường độ dòng điện I chạy qua trong thời gian t là : Q=I2Rt
11
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=5ôm.
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
12
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 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
Mô phỏng thí nghiệm trên:
250C
34,50C
+
_
13
TểM T?T
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);
� Nhĩm 1&2
C1: H�y tính di?n nang A c?a dịng di?n ch?y qua di?n tr? trong th?i gian 300s.
Nhĩm 3&4
C2: H�y tính nhi?t lu?ng Q m� nu?c v� bình nhơm nh?n du?c trong th?i gian 300s.
HOẠT ĐỘNG NHÓM
14
C1�: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở:�
A = P.t= UIt = IRIt= I2Rt = (2,4)2. 5. 300 = 8640(J)
C2 : Nhiệt lượng Q1 do nước nhận được:
Q1 = c1m1?t0 = 4 200. 0,2. 9,5 = 7980 (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 = 7 980 + 652,08 = 8632,08 (J)
C3: Ta thấy A ? Q
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì A = Q
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
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 l? thu?n với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
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)
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
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 ?
C4: 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).
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 A=Pt nên
Thời gian đun sôi nước là�:
P
19
Bài tâp trắc nghiệm
Bài 1 :Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun - Len xơ ?
Bài 2: Nếu Q tính bằng calo thì phải dùng biểu thức nào trong các biểu thức sau đây?
Bài 3 Định luật Jun- Len xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
Cơ năng C. Hoá năng
Năng lượng ánh sáng D. Nhiệt năng
Em hãy chọn câu trả lời đúng.
Q = I2 R t C. Q = I R2 t
B. Q = I R t D.Q =I2 R2 t
Q = U I t C. Q = 0,24 .I 2 R t
B. Q = I R2 t D.Q = 0,42 .I2 R t
20
Ghi nhớ
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua:
Q= I2Rt
21

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
Tuỳ theo vật liệu và tiết diện dây dẫn 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 dùng điện, khi có sự cố, cường độ dòng điện tăng quá mức cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch tự động, 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.
22
Dặn dò
- Về nhà học kỹ bài, đọc có thể em chưa biết.
- Làm bài tập 16-17(.1 đến .9) SBT
23
Cám ơn thầy cô và các em!
24
Slide dành cho thầy (cô)
Nhân bài giảng thứ 154 đưa lên thư viện Violet, tác giả (Nguyễn Văn Yên) có mấy lời gửi quí thầy (cô) như sau:
+ Cám ơn sự quan tâm (tải về) và những ý kiến đóng góp đối với bài giảng của thầy (cô). Việc đó có tác dụng như là những "hiệu ứng" nối tiếp cho các bài sau của tác giả.
+ Để tiện cho các thầy (cô) tìm bài, TG giới thiệu có một số trang có sắp xếp thứ tự VL9 như http://violet.vn/yuio
http://dungkhanh70.violet.vn http://dinhtrien1957.vioet.vn .
+ Thầy (cô) có ý kiến gì đóng góp, có thể vào Website:
http://violet.vn/yuio
Chúc các thầy (cô) mạnh khoẻ-trí tuệ-phát triển