Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

1
TRƯỜNG THCS NGUYỄN DU
ĐẠI QUANG,ĐAI LỘC
Giáo viên: ĐOÀN VĂN PHỐI
Tổ: VẬT LÝ
Chào mừng quý thầy cô và các em
2
TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần điện năng thành cơ năng ?
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần điện năng thành năng lượng ảnh sáng?

TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
Hãy kể tên ba dụng cụ điện có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng?
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
II. ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
1. Hệ thức của định luật
Trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t được tính bằng công thức nào?
Điện năng tiêu thụ theo I,R,t : A= UIt = I2Rt
Q = I2Rt
Viết công thức tính điện năng tiêu thụ theo I,R,t ?
Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng:

A = Q
Nên suy ra: Q = I2Rt
Hãy so sánh điện trở suất của dây dẫn hợp kim Nikêlin với dây dẫn bằng đồng ?
4
TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
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-LENXƠ
1. Hệ thức của định luật
Q = I2Rt
2. Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra
5
V
A
K
+
_
0C
Dây điện trở
Nước
Nhiệt kế
Mô tả thí nghiệm xác định điện năng sử dụng và nhiệt lượng tỏa ra . Khối lượng nước m1= 200g được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2 = 78g ,được đun nóng bằng một dây điện trở. Điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ I= 2,4 A và kết hợp với 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 t 0 = 9,50C . Biết nhiệt dung riêng của nước là c1 = 4200J/kg.K, của nhôm là c2 = 880J/kg.K.

Hình: 16.1
Ω
6
TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên ?


Điện năng của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên là :
A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640(J)
C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó ?
Nhiệt lượng nước nhận được là:
Q1= m1c1t0= 0,2.4200.9,5 = 7980(J)

C3: Hãy so sánh A với Q nêu nhận xét ?
Tổng nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:
Q =Q1 + Q2 =7980 + 652,08 = 8632,08(J)
Mô tả thí nghiệm xác định điện năng sử dụng và nhiệt lượng tỏa ra . Khối lượng nước m1= 200g được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2 = 78g ,được đun nóng bằng một dây điện trở. Điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ I= 2,4 A và kết hợp với số chỉ của vôn kế , biết điện trở của dây là R= 5 Ω .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, của nhôm là c2 = 880J/kg.K.
Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là Q2= m2c2 t0 =0,078.880.9,5= 652,08(J)
Ta thấy nếu tính cả phần nhiệt truyền ra môi trường xung quanh thì: A = Q
7
TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
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-LENXƠ
1. Hệ thức của định luật
Q = I2Rt
2. Xử lý kết qả của thí nghiệm kiểm tra
3. Phát biểu định luật
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
8
TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
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-LENXƠ
1. Hệ thức của định luật
Q = I2Rt
2. Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra
3. Phát biểu định luật
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
Hệ thức của định luật Jun –Len-xơ:


Lưu ý: Nếu Q đo bằng Calo thì hệ thức định luật Jun-Lenxơ là:
Q = 0,24I2Rt
1Jun = 0,24Calo
C4: Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối bóng đèn hầu như không nóng lên?
Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng được mắc nối tiếp với nhau. Theo định luật J-L thì Q tỉ lệ với R. Vì dây tóc bóng đèn có R lớn nên Q toả ra lớn, dây nối có R nhỏ nên Q toả ra nhỏ và bị truyền ra môi trường xung quanh nên ít thấy nóng
9
C5: Một ấm điện có ghi 220V- 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 200C.Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường,tính thời gian đun sôi nước . Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kgK
Tóm tắt
Uđm = 220V
đm = 1000W
U = 220V
V = 2l
Suy ra: m = 2kg
t10 = 200 C
t2 0 = 1000 C
C = 4200J/kg.K
t = ?
Gọi t là thời gian cần để đun sôi nước
Điện năng tiêu thụ của ấm trong thời gian t:
Vì: U = Uđm, Nên = đm = 1000(W)
Do đó: A = .t = 1000.t (J)
Nhiệt lượng cần cung cấp để 2l nước ở 200C. sôi:
Q = m.ct = m.c.(t2 0 – t1 0)
= 2.4200.(100 – 20) = 672000(J)
Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng:
A = Q Hay: 1000.t = 672000
Suy ra: t = 672000 : 1000 = 672(s)
Vậy thời gian đun sôi nước là 672(s)
Đáp số: 672(s)
Bài giải

10
TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
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-LENXƠ
1. Hệ thức của định luật
Q = I2Rt
2. Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra
3. Phát biểu định luật
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
Hệ thức của định luật Jun –Len-xơ:


Lưu ý: Nếu Q đo bằng Calo thì hệ thức định luật Jun-Lenxơ là:
Q = 0,24I2Rt
1Jun = 0,24Calo
11
Dặn dò: Về nhà làm bài tập vận dụng định luật Jun- Len- xơ
12