Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
1
Tiết 16 Định luật Jun - Len-xơ
Giáo viên: Nguyễn Văn Ngọc
Phòng GD&ĐT Đô Lương
Trường THCS Đặng-Bắc
+
-
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG - BAC
2
Kiểm tra bài cũ
Câu 1: Điện năng có thể biến đổi thành dạng năng lượng nào? Cho ví dụ.
Câu 2: Nêu các tác dụng của dòng điện
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
3
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 lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối bóng đèn thì hầu như không nóng lên ?
Để biết rõ chúng ta nghiên cứu bài học hôm nay:
Tiết 16 - bài 16
Định luật Jun - Len-XƠ
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
4
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) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng.
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
5
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
Ba dụng cụ đó là
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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
Các em xem hình lớn hơn
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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 thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng năng
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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 dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t là : Q=I2Rt
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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 lượng 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=5?.
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
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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 = 0,2 kg
m2 = 78g = 0,078 kg
c1 = 42 000 J/kg.K
c2 = 880 J/kg.K
Mô phỏng thí nghiệm trên:
250C
34,50C
+
_
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
13
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
C1 Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
TLC1
A=I2Rt=(2,4)2.5.300=8 640(J)
C2 Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
TLC2 Nhiệt lượng nước nhận được là: Q1 = c1m1 t0= 4 200.0,2.9,5=79809(J)
Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là: Q2 = c2m2 = 880.0,078.9,5 = 652,089(J)
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là: Q = Q1 + Q2 = 8632,08(J)
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
14
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
C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.
TLC3:
Ta thấy Q gần bằng A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì Q = A
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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 lí người Anh
J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
Và nhà vật lí 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 tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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
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)
Các em xem một hình ảnh khác của J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
Và H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865)
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
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
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 ?
TLC4 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 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 của môi trường).
Qdây = I2Rt do Rdây xấp xỉ bằng 0 nên Q=0
Qđèn = I2Rt do Rđèn > 0 nên Q>0
Cách khác vắn tắt
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
19
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 vào môi trường. Tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Tóm tắt: ấm 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 Q = P.t nên
Thời gian đun sôi nước là�:
P
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
20
Ghi nhớ
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua:
Q= I2Rt
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
21
Dặn dò
- Về nhà học kỹ bài, đọc có thể em chưa biết.
- Làm bài tập 16-17(.1 đến .4) trang 23 SBT
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
22
Mời các em nghỉ!
Nguyen Van Ngoc
THSC DANG-BAC
23
Kiểm tra bài cũ
Câu 2: Một quạt điện dùng trên xe ôtô có ghi 12V-15W.
TL câu 2:
a. Cần phải mắc vào HĐT là bao nhiêu để nó chạy bình thường ? Tính cường độ dòng điện chay qua quạt khi đó.
b. Tính điện năng mà quạt sử dụng trong một giờ khi chạy bình thường.
c. Khi quạt chạy năng lượng điện biến đổi thành dạng năng lượng nào ? Cho rằng hiệu suất của quạt là 85%, tính điện trở của quạt.
a. Phải mắc vào HĐT định mức là U=12V
Cường độ dòng điện chạy qua quạt khi đó là: I=P/U=15/12=1,25A
b. Điện năng mà quạt tiêu thụ trong 1 giờ là: A=P.t=15.3600=54000J=0,015kW.h
c. Điện năng được biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.
Phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng là: Pnh=P(1-H)=15.0,15=2,25J
Vậy điện trở của quạt là:
R=Pnh/I2=2,25/1,252=1,44ôm