Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

Nhiệt liệt chào mừng
Các thầy cô giáo về dự tiết học
Môn Vật Lý
Lớp: 9
Kiểm tra bài c?
? Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào? Cho ví dụ minh họa.
Mắc một bóng đèn có điện trở R vào một hiệu điện thế U, cường độ dòng điện chạy trong mạch là I trong thời gian t. Công do dòng điện sinh ra ở đoạn mạch trên là A .
Công thức nào sau đây là đúng?
A= U I t C. A =I2Rt
A= D. Avà C
? Hãy kể tên 3 dụng cụ biến đổi đồng thời điện năng thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng, 3 dụng cụ biến đổi đồng thời điện năng thành nhiệt năng và cơ năng.
Biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng
Biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và cơ năng.
Hãy kể tên ba dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng?
Ba dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng là:
Bộ phận chính của các dụng cụ biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng là đoạn dây dẫn làm bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan .
Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng?




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

t1=310C
I=2,4A
U=12V
t=300s
t2=40,50C

0
12
36
+
-
2.4
10
0C
0
40,50

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)
C3: Ta thấy Q ? A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì Q = A
C1: Tính điện năng A theo I2Rt
C2: Tính nhiệt lượng Q1 nhận được, nhiệt lượng Q2 nhận được để đun sôi nước.
C3: Tính nhiệt lượng Q = Q1 + Q2
So sánh A và Q
Mèi quan hÖ gi÷a Q, I, R vµ t ®­îc hai nhaø Vaät lyù hoïc ngöôøi Anh vaø Ñöùc ñaõ tìm baèng thöïc nghieäm vµ ph¸t biÓu thµnh ®Þnh luaät, ngöôøi ta ñaõ laáy teân cuûa hai oâng ñeå ñaët teân cho ñònh luaät : Ñònh luaät Joule - Lenz
J.P. JOULE H.LENZ
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 Jun - Len-xơ 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).
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 ?
Qdây = I2Rt do Rdây ? 0 nên Q ? 0
; Qđèn = I2Rt do Rđèn lớn nên Q Rất lớn

C5 Tóm tắt:
Uđm=U=220V
Pđm=1 000W
V=2l
t1=200C
t2=1000C
C=4200J/kg.K
t=?
Nhiệt lượng nước thu vào là:
Q = mC(t2-t1)=4200.2(100-20)=672 000J
Khối lượng của 2l nước là: m=2kg
Công của dòng điện sản ra trong thời gian t là:
A=P.t=1000.t
Ta có: A=Q
Suy ra: 1000t=672 000 hay t=672(s)
Giải
Cần làm gì để tiết kiệm điện năng trong những dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng vô ích?
Cần làm giảm sự toả nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở trong của chúng.
15
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua:
Q= I2Rt
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 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 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:
17
DẶN DÒ:
Học thuộc ghi nhớ của bài
Đọc “Có thể em chưa biết”
Làm bài tập 9.1–9.14 SBT
Chuẩn trước bài:Điện trở-Biến trở .
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 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
Bài giải: Theo định luật bảo toàn năng lượng:
A = Q
hay P. t = cm(t02 - t01)
Thời gian đun sôi nước là�:
C4. Gi¶i thÝch t¹i sao víi cïng dßng ®iÖn ch¹y qua, thì d©y tãc bãng ®Ìn nãng lªn ®Õn nhiÖt ®é cao, cßn d©y nèi víi bãng ®Ìn hÇu nh­ kh«ng nãng lªn?
Với cùng dòng điện chạy qua, dây tóc bóng đèn nóng lên đến nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên vỡ điện trở dây dẫn rất nhỏ so với điện trở dây tóc bóng đèn. Mà nhiệt lượng tỏa ra tỉ lệ thuận với điện trở.
C1: Tính điện năng A theo I2Rt
C2: Tính nhiệt lượng Q1 nhận được, nhiệt lượng Q2 nhận được để đun sôi nước.
Tính nhiệt lượng Q = Q1 + Q2
So sánh A và Q