Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

1
2
V
Ậ
T
L
Ý
9
tr��ng thcs th� tr�n ��ng anh
tr��ng thcs th� tr�n ��ng anh

Chúc các em học tập tốt
BÀI GIẢNG
Chúc các em học tập tốt
3
�iƯn n�ng c� thĨ chuyĨn ho� th�nh nh�ng d�ng n�ng l�ỵng n�o? Vi�t c�ng th�c t�nh c�ng cđa d�ng �iƯn s�n ra trong m�t �o�n m�ch?
Trả lời:
Điện năng có thể chuyển hoá thành: nhiệt năng; cơ năng; quang năng .
Công thức: A = P t = U I t = t = I2 R t
4
Ta đã biết khi dòng điện chạy qua vật dẫn dòng điện gây ra tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng toả ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào? 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 thì hầu như không nóng lên?
5
Tiết 16
ĐỊNH LUẬT
JUN-LEN XƠ
6
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 biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần điện năng thành năng lượng ánh sáng?
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
7
a)Ba dụng cụ đó là:
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
8
Các em xem hình lớn hơn
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
9
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
b) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần điện năng thành cơ năng ?
10
b) Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần điện năng thành cơ năng .
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
11
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
a) 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
12
a) 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
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
13
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?
Dây Constantan
Hoặc dây Nikêlin
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
14
II. Định luật Jun - Len-Xơ
1. Hệ thức của định luật
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
- A là điện năng tiêu thụ của đoạn mạch có điện trở R.
- Q là nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R.
Khi toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
A quan hệ với Q.
A = Q
Q = I2 R t
Nên ta có:
15
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 = I2 R t (J)
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
16
Q = I2 R t
Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Jun-Len-xơ là: Q = 0,24 I2 R t
II. Định luật Jun - Len-Xơ
1. Hệ thức của định luật
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
Trong đó: I : là cường độ dòng điện (A)
R : là điện trở
t : là thời gian (s)
Q: là nhiệt lượng (J)
17
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
II. Định luật Jun - Len-Xơ
1. Hệ thức của định luật
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
18
45
15
30
60
A
V
K
5
10
20
25
40
35
50
55
I = 2,4 A ; R = 5 ?
m1 = 200 g = 0,2 kg
m2 = 78 g = 0,078 kg
c1 = 4 200 J / kg.K
c2 = 880 J / kg.K
Mô phỏng thí nghiệm trên
25 0 C
34,5 0 C
+
_
t = 300 s ; ?t = 9,50C
19
Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên?

Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó?
- Nhiệt lượng nước nhận được là:
Q1 = c1m1 = 4 200.0,2.9,5 = 7980J
- Nhiệt lượng nhôm nhận được là:
Q2=c2m2 = 880 . 0,078 . 9,5 = 652,08J
- Nhiệt lượng nước và nhôm nhận được là: Q = Q1 + Q2 = 8632,08J
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ

- Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở:
A = I2Rt = (2,4.)2 . 5 . 300 = 8640J
m1 = 200 g = 0,2 kg
m2 = 78 g = 0,078 kg
c1 = 4200 J/kg.K
c2 = 880 J/kg.K
I = 2,4A ; R = 5?
t = 300s ; ?t = 9,50C
20
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.

Ta thấy: Q A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì :
Q = A
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
- Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở:
A = I2Rt = (2,4.)2 . 5 . 300 = 8640J
- Nhiệt lượng nước và nhôm nhận được là:
Q = Q1 + Q2 = 8632,08J
21
3. Phát biểu định luật
J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865)
Mối quan hệ giữa Q, I, R và t trên đây đã được nhà vật lý người Anh và nhà vật lý người Nga
Độc lập tìm ra bằng thực nghiệm và phát biểu thành định luật mang tên hai ông ( Định luật Jun - Len xơ )
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
II. Định luật Jun - Len-Xơ
1. Hệ thức của định luật
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
22
3. Phát biểu định luật
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
II. Định luật Jun - Len-Xơ
1. Hệ thức của định luật
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
Q = I2 R t
23
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 ?
II. Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
24
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 ?
- 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 ra ánh 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 bằng nhiệt độ của môi trường).
II. Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
25
III.Vận dụng

Qdây = I2Rdây t (nhỏ )
( do Rdây nhỏ nên Qdây nhỏ)
Qđèn = I2Rđènt (lớn )
(do Rđèn lớn nên Qđèn lớn)
Cách khác vắn tắt
II. Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
Vì ( Rdây nối tiếp Rđèn )
nên Idây = Iđèn = I
=> Với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn thì hầu như không nóng lên
26
C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220Vđể đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu là 200C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra môi trường. Tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
III.Vận dụng
II. Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
27
Tóm tắt: Đ(220V- 1000W);
V = 2lit => m = 2kg ; t01 = 200C ; t02 = 1000C; c = 4200 J/kg.K.
t = ?
- Theo định luật bảo toàn năng lượng:
A = Q
hay Q = c m (t02 - t01) ; mà Q = Pt nên
- Thời gian đun sôi nước là�:
III.Vận dụng
II. Định luật Jun - Len-Xơ
I. Trường hợp điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
P
Bài giải
28
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
Bài 1: Định luật Jun - Len xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
A. Năng lượng ánh sáng. C. Nhiệt năng.
B. Cơ năng. D. Hoá năng.
Bài 2: Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu của một điện trở R thì cường độ dòng điện chạy qua là I. Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn trong thời gian t ?
Q = I2 R t C. Q = U I t

B. Q = D. Q =
Bài 3: Dòng điện có cường độ 5mA chạy qua một điện trở 2k trong thời gian 5 phút, thì nhiệt lượng toả ra ở điện trở này có giá trị nào dưới đây?
A. Q = 50J C. Q = 3J
B. Q = 30J D. Q = 15J
C. Nhiệt năng.
B
D
29
III.Vận dụng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
Bài 4: Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua bếp có cường độ 2,5 A. Dùng bếp này thì đun sôi được 3 lít nước ở nhiệt độ 240 C trong thời gian 32 phút. Tính hiệu suất của bếp? Biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/ kg. K
30
III.Vận dụng
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN XƠ
Tóm tắt:
U = 220V
I = 2,5 A
t = 32 phút
V = 3 lít
=> m = 3 kg
t10 = 240 C
t20 = 1000 C
c = 4200 J/ kg.K

H = ?
Bài giải
- Nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 32 phút:
Qbếp = Qtp = UIt = 220. 2,5. 32. 60
= 1056000 (J)
- Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi 3 lít nước:
Qnước = Qi = mc (t20 - t10) = 3.4200.(100 - 24)
= 957600 ( J )
- Hiệu suất của bếp:

H = % = % = 90,68%
Bài 4:
31
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
Q = I2Rt
32
Học thuộc ghi nhớ của bài
Đọc “Có thể em chưa biết”
Làm bài tập:
16-17.1 =>16-17.14 ( SBT)
33
Các em hãy cố gắng học tốt
TRƯỜNG THCS th� tr�n ��ng anh
TRƯỜNG THCS th� tr�n ��ng anh
Hãy yêu thích việc mình làm
bạn sẽ cảm thấy thú vị hơn
và việc mình làm sẽ có hiệu quả hơn.

34
1)Thương số U/I không đổi đối mỗi dây dẫn được gọi là gì của dây dẫn
1)Điện trở
2) Trong mạch điện mắc nối tiếp. Giá..................... như nhau tại mọi điểm.
2) Cường độ dòng điện
3) Trong một đoạn mạch số đo lượng điện năng mà đoạn mạch sử dụng để chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác. Gọi là.........của dòng điện.
3) công
4)Khi có dòng điện chạy qua bếp điện hay mỏ hàn. Điện năng được chuyển hoá thành dạng năng lượng nào?
4)Nhiệt năng
5) Hai nhà bác hoạc này tên gì?
5) Jun , Len xơ
6) Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t là.
6)Q = I2 R t