Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
Dòng điện chạy qua vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng toả ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào? Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên đến nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn thì hầu như không nóng lên?
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
I- trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
Một phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
a) Kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng.
? VD: Bóng đèn dây tóc; bóng đèn huỳnh quang; đèn LED.



b) Kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng.
VD: Máy khoan điện; máy bơm nước; quạt điện.


(Động cơ điện)
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
I- trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
Một phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
a) Kể tên ba dụng cụ điện có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng.
? VD: Bàn là; bếp điện; nồi cơm điện.
b) Bộ phận chính biến đổi điện năng thành nhiệt năng là một đoạn dây dẫn bằng hợp kim Nikêlin hoặc Constantan. So sánh điện trở suất của dây hợp kim Nikêlin, Constantan với dây đồng.
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
I- trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
Một phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
II- Định luật Jun - Len-xơ
Hệ thức định luật
+ Trong trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng, Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t.
+ Biểu thức : Q=I2Rt.
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
I- trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
II- Định luật Jun - Len-xơ
Hệ thức 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 toả ra. Khối lượng nước m1=200g được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2=78g và được đun nóng bằng một dây điện trở. Điều chỉnh biến trở để Ampekế chỉ I=2,4A và kết hợp với số chỉ của vôn kế biết được điện trở của dây dẫn là R=5?. Sau thời gian t=300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng ?t0=9,50C. Biết nhiệt dung riêng của nước là c1=4200J/kg.k và của nhôm là c2=880J/kg.K.
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
I- trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
II- Định luật Jun - Len-xơ
Hệ thức định luật
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
C1: Tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
? - Nhiệt lượng nhận được là: A=U.I.t=I2Rt=2,42.5.300=8640J.
C2: Tính nhiệt lượng mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
- Nhiệt lượng nước nhận được là Q1=m1.c1.?t0=0,2.4200.9,5=7980J
- Nhiệt lượng ấm nhôm nhận được là Q2=m2.c2.?t0=0,078.880.9,5=652,08J
- Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là: Q=Q1+Q2=7980+652,08=8632,08J
C3: So sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.
? - Ta thấy A?Q. Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì Q=A.
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
I- trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
II- Định luật Jun - Len-xơ
Hệ thức định luật
Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
Phát biểu định luật
- 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.
- Biểu thức định luật: Q=I2.R.t
I đo bằng ampe (A)
R đo bằng ôm (?)
t đo bằng giây(s)
Q đo bằng jun (J)
- Chú ý: Nếu tính theo đơn vị calo thì Q=0,24.I2.R.t
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
I- trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
II- Định luật Jun - Len-xơ
III- Vận dụng
C4: Hãy giải thích hiện tượng nêu ra ở đầu bài: Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn nóng lên đến nhiệt độ cao, còn dây nối bóng đèn hầu như không nóng lên?
Trả lời: + Dây tóc bóng đèn có điện trở lớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều. Do đó dây tóc bóng đèn nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng.
+ Dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra ít và truyền phần lớn nhiệt lượng cho môi trường xung quanh. Do đó dây nối hầu như không nóng lên.
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
I- trường hợp điện năng 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 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu 200C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra ngoài môi trường, tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K.
Tóm tắt Giải
Tiết 16: định luật Jun-Len-xơ
Bài tập: Định luật Jun - Len-Xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
Cơ năng.
Năng lượng ánh sáng.
Hoá năng.
Nhiệt năng.
Xin chân thành cảm ơn!