Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

GV: Đinh Thị Minh Thu
Tổ: Lí – Tin - Công nghệ
THCS Nguyễn Trọng Kỷ
Tiết 17 - Bài 16
Định luật Jun - Len-xơ
VẬT LÍ 9

Tiết 17 - Bài 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
Các dụng cụ điện biến đổi một phần điện năng thành cơ năng và một phần thành nhiệt năng:
ĐỒ DÙNG ĐIỆN - CƠ
Các dụng cụ điện biến đổi một phần điện năng thành quang năng và một phần thành nhiệt năng:
ĐỒ DÙNG ĐIỆN - QUANG
ĐỒ DÙNG ĐIỆN - NHIỆT
Các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng:
Ở 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.
Dây constantan
hoặc dây nikêlin
1,7.10-8 < 0,5.10-6 < 0,4.10-6
Vậy dây dẫn bằng đồng có điện trở suất nhỏ hơn dây dẫn bằng Constantan và Nikêlin

Tiết 17 - Bài 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
- Gọi A là điện năng tiêu thụ của đoạn mạch có điện trở R, dòng điện chạy qua đoạn mạch đó là I trong thời gian t. Vậy A được tính như thế nào ?
A = I 2Rt
- Gọi Q là nhiệt lượng toả ra ở điện trở R khi có dòng điện chạy qua.
- Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng thì Q có quan hệ như thế nào với A ?
Q = A = I 2Rt
1. Hệ thức của định luật:
Q = I 2Rt
45
15
30
60
A
V
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 300s ; t = 9,50C
I = 2,4A ; R = 5Ω
m1 = 200g
m2 = 78g
c1 = 4 200 J/kg.K
c2 = 880 J/kg.K
Mục đích TN: Xác định nhiệt năng sử dụng và nhiệt lượng toả ra trên dây điện trở
m2 = 78g = 0,078kg
t = 300s
c1= 4200J/kg.K
Tóm tắt
I = 2,4A
c2 = 880J/kg.K
to = 9,5oC
R = 5
m1= 200g = 0,2 kg
A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640(J)
C1: Tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
C2 : Tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
Nhiệt lượng bình nhôm nhận được:
Nhiệt lượng nước nhận được:
Q1=c1m1to=4200.0,2.9,5= 7980 (J)
Q2 = c2m2to = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được:
Q = Q1 + Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08(J)
C3 : So sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh
Ta thấy : Q  A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì : Q = A = I2Rt.
H.Len-xơ
( 1804- 1865)

Tiết 17 - Bài 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
1. Hệ thức của định luật:
Q = I 2Rt
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.
2. Phát biểu định luật :
III. VẬN DỤNG:
Q =0,24 I 2Rt (cal)
Áp dụng định luật Jun – Len-xơ: Q = I2Rt
Nhiệt lượng toả ra trên dây tóc : Qdt= I 2Rdtt
Nhiệt lượng toả ra trên dây nối : Qdn= I 2Rdnt
Hai dây này mắc nối tiếp nên có I như nhau và cùng thời gian t
Vì Rdt > Rdn nên Qdt > Qdn
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 hầu như không nóng lên?
Tóm tắt
Udm = 220V = U
Pdm = 1000W
V = 2lít => m = 2kg
t01 = 200C
t02 = 1000C
c = 4200 J/kg.K
t = ?
Giải
Nhiệt lượng mà nước nhận vào để tăng nhiệt độ từ 200C – 1000C là :
Q = mc(t2 – t1) = 2.4200(100-20)
= 672 000 (J)
Mà: Q = A = Pt
Suy ra thời gian cần thiết để đun sôi nước là:
C5: 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 200C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả vào môi trường, tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K

Cơ năng
Nhiệt năng
Năng lượng ánh sáng
Hóa năng
Định luật Jun - Len-xơ cho biết điện năng biến đổi thành :
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

6kJ
60kJ
6000J
1000J
Dòng điện có cường độ 1A chạy qua một điện trở 200Ω trong thời gian 5 phút, thì nhiệt lượng toả ra ở điện trởnày có giá trị nào dưới đây?

Q = I2 R t
Q = UIt

Đặt một hiệu điện thế U vµo hai ®Çu cña mét ®iÖn trë R thì cường độ dßng ®iÖn ch¹y qua lµ I. C«ng thøc nµo d­íi ®©y không phải lµ c«ng thøc tính nhiệt lượng tỏa ra trªn d©y dÉn trong thời gian t ?
- Vẽ sơ đồ tư duy vào vở
Ghi nhớ định luật Jun – Len-xơ và hệ thức định luật
BTVN: 16-17.3  16-17.6/ SBT
Chuẩn bị các bài toán 1, 2, 3/ SGK/ tr.47,48 cho tiết bài tập