Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

CHÀO MỪNG CÁC THẦY CÔ GIÁO VỀ DỰ GIỜ
Vật lý 9
ÔN TẬP KIẾN THỨC
1./ Điện năng của dòng điện tính theo công thức nào sau đây?
a. A=U.I b. A=U2Rt c. A= I2Rt d. A=URt
2./ Công thức tính Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên là gì?
a. Q=m.q b. Q= m.c.t0 c. A= m.c. ∆t0 d. Q= m.c. ∆t0
1./ Nhiệt lượng toả ra trên các vật dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
2./ 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 như không nóng lên ?
? ? ?
Tiết 16. Bài 16
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
a) H�y k? t�n 3 d?ng c? di?n bi?n d?i m?t ph?n di?n nang th�nh nhi?t nang v� m?t ph?n th�nh nang lu?ng �nh s�ng?
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
a) Bóng đèn dây tóc, Bóng đèn huỳnh quang, bóng compăc.
b. Hãy kể tên 3 dụng cụ điện biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?
b)Máy bơm nước, máy khoan, quạt điện
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
a) Bóng đèn dây tóc, Bóng đèn huỳnh quang, bóng compăc.
b)Máy bơm nước, máy khoan, quạt điện
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
a) Bóng đèn dây tóc, Bóng đèn huỳnh quang, bóng compăc.
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
a. Hãy kể tên 3 dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng ?
b) Bộ phận chính của các dụng cụ này là một dây dẫn bằng hợp kim Nikêlin hoặc constantan.
a) Nồi cơm điện, bàn là điện, ấm điện ...
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
Hãy cho biết điện trở suất của các dây hợp kim Nilêlin và Constantan là bao nhiêu?
Điện trở suất của Đồng là bao nhiêu ? Rồi so sánh ?
Làm thế nào để so sánh điện trở suất của các dây Nikêlin, Constantan với điện trở suất của dây đồng?
b) Bộ phận chính của các dụng cụ này là một dây dẫn bằng hợp kim Nikêlin hoặc constantan.
a) Nồi cơm điện, bàn là điện, ấm điện ...
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
=> Các dây hợp kim có điện trở suất lớn hơn nhiều so với điện trở suất của dây đồng
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:

II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
1.Hệ thức của định luật :
Q = I2 Rt
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
A
V
K
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 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 để biết được điện trở của dây 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.
Hình 16.1
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g = 0,078kg
I = 2,4A
R = 5
t = 300s
t0 = 9,50C
c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên
C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
C3: So sánh A với Q và nêu nhận xét.
2. XỬ LÝ KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM KIỂM TRA:
C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở là: A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640(J)
C2:
* Nhiệt lượng Q1 do nước nhận được là :
Q1 = m1c1t0 = 0,2.4200.9,5 = 7980 (J)
* Nhiệt lượng Q2 do bình nhôm nhận được là :
Q2 = c2m2t0 =880.0,078.9,5=652,08 (J)
Nhiệt lượng Q do cả bình và nước nhận được: Q = Q1+ Q2
= 7980+652,08=8632,08 (J)
C3: Ta thấy Q  A
Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì: Q = A
3. Phát biểu định luật:
Q = I2Rt
Q = 0,24I2Rt (cal)
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.
Hệ thức của định luật Jun_ Len-xơ:
Từ Q=A mà A=I2Rt =>
Q = I2Rt
Trong đó
III. VẬN DỤNG
C4: 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 như không nóng lên?
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
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
Hệ thức của định luật Jun_ Len-xơ:
C4
Theo định luật Jun_Len-xơ: Q = I2Rt .
Mà dây tóc mắc nối tiếp với dây nối nên:
Idt= Idn và tdt=tdn
Do đó Nhiệt lượng Q chỉ còn phụ thuộc vào điện trở R.
Mà
Vậy Qdt >> Qdn
Do đó dây tóc bóng đèn nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng.
Còn nhiệt lượng toả ra trên dây nối ít và có một phần truyền cho môi trường xung quanh, nên dây nối hầu như không nóng lên.
III. VẬN DỤNG
C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2lít nước từ nhiệt độ ban đầu là 200 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
Vì điện năng của dòng điện bằng nhiệt lượng nước thu vào nên:
C = 4200J/kg.K
U = Uđm =
Tóm tắt
?P =
m =
t01 =
t02 =
t = ?
GIẢI:
220V
1000W
2kg
200C
1000C
A = Q
Vậy thời gian đun sôi nước là: 672 (s)
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
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
Q = I2Rt
Kiến thức cần nhớ
BÀI TẬP: 16-17.5/ T23SBT
Một dây dẫn có điện trở 176 được mắc vào hiệu điện thế 220V. Tính nhiệt lượng do dây dẫn toả ra trong 30phút?
Giải
Tóm tắt:
R = 176
U = 220V
t = 30’ = 1800s
Q = ?
Cường độ dòng điện qua dây dẫn:

Q = I2Rt = 1,252.176.1800 = 495000J
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn trong 30 phút là:

* Đối với các thiết bị đốt nóng như bàn là, bếp điện, lò sưởi, việc toả nhiệt là có ích.

* Nhưng một số thiết bị khác như động cơ điện, các thiết bị điện từ gia dụng khác thì việc toả nhiệt là vô ích.

* Để tiết kiệm điện năng cần giảm sự toả nhiệt hao phí.
HU?NG D?N V? NH�
+ Học thuộc nội dung định luật Jun - Len-xơ, công thức và các đại lượng có trong công thức
+ Làm bài tập trong SBT

TIẾT HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT THÂN ÁI CHÀO
các thầy cô giáo và các em
CÂU HỎI
TẠI SAO NÓI DÒNG ĐIỆN CÓ MANG NĂNG
LƯỢNG?
NÊU KHÁI NIỆM CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN?
TẠI SAO 1kWh = 3600000J?
TRẢ LỜI
DÒNG ĐIỆN CÓ MANG NĂNG LƯỢNG VÌ NÓ CÓ
THỂ THỰC HIỆN CÔNG VÀ CUNG CẤP
NHIỆT LƯỢNG.
CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN SẢN RA Ở MỘT ĐOẠN
MẠCH LÀ SỐ ĐO LƯỢNG ĐIỆN NĂNG CHUYỂN
HOÁ THÀNH CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG KHÁC.
1kWh = 1000W.3600s = 3600000Ws = 3600000J
28
A. A = I2Rt.
B. A = IRt
C. A = UIt.
D. A = U2t/R
Chúc mừng bạn, đúng rồi!
Tiếc quá, bạn trả lời sai rồi!
Công của dòng điện không tính theo công thức nào sau đây?
CÂU HỎI
Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua, vì chúng mắc nối tiếp với nhau.
Theo định luật Jun – Len-xơ thì Q chỉ còn phụ thuộc vào R.
Dây tóc bóng đèn thường làm bằng Vonfram, dây dẫn nối tới bóng đèn thường làm bằng đồng.
Vonfram có điện trở suất lớn hơn nhiều lần nên có điện trở R lớn hơn, do đó nhiệt lượng Q toả ra cũng lớn hơn rất nhiều. Nên dây tóc bóng đèn nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng.
Còn dây nối có điện trở suất nhỏ, nên điện trở cũng nhỏ, do đó nhiệt lượng toả ra ít và truyền một phần cho môi trường xung quanh, vì vậy dây nối hầu như không nóng lên.
Theo định luật Jun_Len-xơ: Q = I2Rt .
Do đó Nhiệt lượng Q chỉ còn phụ thuộc vào điện trở R.
Vậy Qdt >> Qdn
Mà
Do đó dây tóc bóng đèn nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng.
Còn nhiệt lượng toả ra trên dây nối ít và có một phần truyền cho môi trường xung quanh, nên dây nối hầu như không nóng lên.
CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
* Tuỳ theo vật liệu và tiết diện 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 điện, khi có sự cố cường độ dòng điện tăng quá mức cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch điện, 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.
Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện định mức:
C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở là: A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640(J)
C2: Nhiệt lượng Q1 do nước nhận được là :
Q1 = m1c1t0 = 0,2.4200.9,5 = 7980 (J)
Nhiệt lượng Q2 do bình nhôm nhận được là :
Q2 = c2m2t0 = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
=> Nhiệt lượng Q do cả bình và nước nhận được:
Q = Q1+ Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08 (J)
Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì: Q = A
C3: Ta thấy Q  A