Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

Hân hạnh chào mừng Quý Thầy Cô và các em học sinh
Về dự tiết dạy ngày hôm nay
Kiến thức cũ
Công của dòng điện là gì?
Viết công thức tính công của dòng điện và giải thích rõ các đại lượng.
2. Viết công thức tính nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên và giải thích rõ các đại lượng.
Điện năng không thể biến đổi thành :
A. Cơ năng
B. Nhiệt năng
C. Năng lượng nguyên tử
D. Hoá năng
Tiết 16 - Bài 16

ĐỊNH LUẬT
JOULE - LENZ
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
Tiết 16 - Bài 16
ĐỊNH LUẬT JOULE - LENZ
a)Trong số các thiết bị hay dụng cụ sau, thiết bị hay dụng cụ nào biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng?
a) Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
- Bóng đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compac .
Trong số các thiết bị hay dụng cụ sau, thiết bị hay dụng cụ nào biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?
b) Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng và cơ năng:
- Máy bơm nước, máy khoan, quạt điện .
Trong số các thiết bị hay dụng cụ sau, thiết bị hay dụng cụ nào biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng.
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
+ Máy tắm nước nóng, nồi cơm điện, bàn ủi điện, ?m đi?n.
+ Bộ phận chính của các dụng cụ này là một dây dẫn bằng hợp kim Nikêlin hoặc Constantan.
+ Điện trở của chúng được gọi là điện trở thuần hay còn gọi chúng là vật thuần trở.
Cho dòng điện có cường độ là I chạy qua một vật thuần trở có điện trở R trong khoảng thời gian t. Hãy tính công của dòng điện sinh ra.
A=UIt
Mà U=RI
Nên A=I2Rt
Theo tác dụng của điện trở thuần thì A => Q
Vậy Q=I2Rt
Ta có:
Ta xét bài toán sau:
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 = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
XỬ LÍ KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM KIỂM TRA:
SINH HOẠT NHÓM
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); t = 9,50C
Nhóm 1,2�: C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian 300s
Nhóm 3,4�: C2�: Hãy tính nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được trong thời gian 300s.
Nhóm 5,6�: C2�: Hãy tính nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận được trong thời gian 300s.
C1�: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở:�
A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640(J)
C2�: Nhiệt lượng Q1 do nước nhận được :
Q1 = c1m1?t0 = 4200.0,2.9,5 = 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 = 7980 + 652,08 = 8632,08 (J)
Ta thấy A ? Q
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì A = Q
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:

Q = I2Rt
II/ ĐỊNH LUẬT JOULE - LEZ:
1. Hệ thức định luật :
Tiết 16 - Bài 16
ĐỊNH LUẬT JOULE - LENZ
2. Phát biểu định luật�:
Q = I2Rt
I:cường độ dòng điện (A)
Q = 0,24.I2Rt (Cal)
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.
R : điện trở ( ? )
t : thời gian (s)
Q : nhiệt lượng (J)
Tiết 16 - Bài 16
ĐỊNH LUẬT JOULE - LENZ
TRẮC NGHIỆM
17.1/ SBT. Định luật Joule - Lenz cho biết điện năng biến đổi thành�:
A. Cơ năng.
B. Năng lượng ánh sáng.
C. Hoá năng.
D. Nhiệt năng.
TRẮC NGHIỆM
17.2/SBT. Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng?
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:
A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua.
B. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua.
C. tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với thời gian dòng điện chạy qua và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn.
D. tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua.
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 hầu như không nóng lên ?
III/ VẬN DỤNG:
C4: Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng mắc nối tiếp. Theo định luật Joule - Lenz thì Q? R, dây tóc có R lớn nên Q toả ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao và phát 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 như bằng nhiệt độ môi trường).
III/ VẬN DỤNG:
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
III/ VẬN DỤNG:
C5:
Udm = 220V = U
Pdm = 1000W
V = 2lít => m = 2kg
t01 = 200C
t02 = 1000C
c = 4200 J/kg.K
t = ?
III/ VẬN DỤNG:
C5: Theo định luật bảo toàn năng lượng:
A = Q
hay P t = cm(t02 - t01)
Thời gian đun sôi nước là�:

P
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 Joule - Lenz, 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.
Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện định mức:
DẶN DÒ
+ Học thuộc nội dung định luật Joule - Lenz, công thức và các đại lượng có trong công thức
+ Làm bài tập 17.3, 17.4 SBT
HƯỚNG DẪN BÀI TẬP
17.3/SBT: Cho hai điện trở R1 và R2. Hãy chứng minh rằng:
a) Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc nối tiếp thì nhiệt lượng toả ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ thuận với các điện trở:

Hướng dẫn: Vì mạch nối tiếp nên dùng công thức:
Q = I2Rt
HƯỚNG DẪN BÀI TẬP
17.3/SBT: Cho hai điện trở R1 và R2. Hãy chứng minh rằng:
a) Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song thì nhiệt lượng toả ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ nghịch với các điện trở:

Hướng dẫn: Vì mạch song song nên dùng công thức
TI?T H?C D?N D�Y L� H?T
TH�N �I CH�O C�C TH?Y CƠ V� C�C EM