Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG
CÁC THẦY GIÁO - CÔ GIÁO
VỀ DỰ GIỜ THĂM LỚP
2
TRƯỜNG THCS AN TR?CH
PHÒNG GD HUYỆN ĐÔNG HẢI * TRƯỜNG THCS AN TRẠCH *
GD
Đ HẢI
* NIÊN KHOÁ 2011-2012*
Nguy?n Van Cu?ng - THCS An Tr?ch
Chỳc cỏc em h?c t?p t?t
GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ VẬT LÝ 9
Chỳc cỏc em h?c t?p t?t
KIỂM TRA BÀI
Câu hỏi: Viết công thức tính công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch. Ghi chú đơn vị đo của từng đại lượng.
Trả lời:
U đo bằng vôn (V)
I đo bằng ampe (A)
t đo bằng giây (s)
A đo bằng jun (J)
Áp dụng:
Cho bóng đèn loại 6V-3W được sử dụng ở hiệu điện thế 6V trong thời gian 10 phút. Tính điện năng tiêu thụ của bóng đèn .
= 3W.600s
= 1800J
Theo em ấm điện hoạt động dựa vào tác dụng nào của dòng điện ?
Nhiệt lượng toả ra khi đó phụ thuộc vào những yếu tố nào? Sự phụ thuộc đó biểu thị bằng công thức nào? Tại sao cùng một dòng điện chạy qua nhưng dây dẫn nối với bếp điện không nóng mà dây may so của bếp điện lại nóng lên.
? Điện năng được chuyển hóa thành những dạng năng lượng nào ?
Điện năng được biến đổi thành:
Quang năng
Cơ năng
Nhiệt năng…
TIẾT 16 - BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
Thứ 7 ngày 15 tháng 10 năm 2011
I- TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
Em hãy kể tên những dụng cụ hay thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng?
1- Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
Trong các thiết bị trên thiết bị nào một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng, một phần là năng lượng ánh sáng ?
a) Bóng đèn dây tóc, đèn compac, đèn huỳnh quang…
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.
b) Khoan điện, quạt điện, máy bơm nước, máy sấy tóc…
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.
2- Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
Trong các thiết bị trên thiết bị nào toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng?
ẤM ĐIỆN, BÌNH NƯỚC NÓNG, BÀN LÀ ĐIỆN …
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.
2- Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
Tại sao cùng một dòng điện chạy qua lại có thiết bị biến đổi 1 phần điện năng thành nhiệt năng, có thiết bị biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng ?
- Vì trong các thiết bị biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn làm bằng vật liệu có điện trở suất lớn như là nikelin(0,4.10-6 Ωm) hoặc constantan(0,5.10-6 Ωm) hay nicrom (1,1.10-6 Ωm ), man gan (0,43.10-6 Ωm)
TIẾT 16 - BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
so sánh điện trở suất của hợp kim constantan với dây đồng
Điện trở suất của đồng là : 1,7.10-8 Ωm
Điện trở suất của constantan là 0,50.10-6 Ωm
0,50.10-6 Ωm = 50.10-8 Ωm.
Vậy điện trở suất của constantan gấp 50/1,7 = 29 lần
Tương tự với hợp kim nikelin ta có điện trở suất của nikelin gấp 40/1,7 tương đương với 23,5 lần hay vônfam gấp 5,5/1,7 = 3,2 lần
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.
Xét trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì năng 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 ?
Vì điện năng chuyển hoá hoàn toàn thành nhiệt năng, ta có:
Q = A = U I t = I2Rt
Hệ thức của định luật:
Q =I2R t
2-Xử lý kết quả thí nghiệm kiểm tra.
TIẾT 16 - BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
A
45
15
30
60
V
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 10 ph = 300s ;
?t0 = 9,50C
I = 2,4 A ; R = 5 ?
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 4200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
Mô phỏng thí nghiệm kiểm tra định luật jun - len-xơ
250C
34,50C
+
_
Thảo luận nhóm
m1 = 200g = 0,2kg ; m2 = 78g = 0,078kg ;
c1 = 42 000J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A) ; R = 5() ; t = 300(s); t = 9,50C
Nhóm 1+2
Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian 300s
Nhóm 3+4
Hãy tính nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được trong thời gian 300s.
Nhóm 5+6 
Hãy tính nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận được trong thời gian 300s.
Hãy tính tổng nhiệt lượng Q1 và Q2 Rồi so sánh với A
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 – LEN-XƠ
1- Hệ thức của định luật.
2-Xử lý kết quả thí nghiệm kiểm tra.
t = 300s; to = 9,5oC
I = 2,4A; R = 5Ω
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
C1 = 4 200J/kg.K
C2 = 880J/kg.K
Cho biết:
So sánh Q và A
C1: Điện năng của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
A = I2Rt = 2,42.5.300 = 8640 (J)
C3: So sánh ta thấy Q  A
Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền cho môi trường xung quanh thì Q = A.
C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên?
C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó?
C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh?
C2: Nhiệt lượng nước nhận được là:
Q1 = C1m1 to
= 4200.0,2.9,5 = 7980J
Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là
Q2=C2.m2. to =880.0,078.9,5
=652,08J
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận
được là Q=Q1+Q2=7980+652,08
=8632,08J
C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó?
C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh?
TIẾT 16 - BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
TIÊT 16 - BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
Nhà vật lý người Anh
Nhà vật lý người Nga
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 – LEN-XƠ
1- Hệ thức của định luật.
2-Xử lý kết quả thí nghiệm kiểm tra.
3 - Phát biểu định luật
a) Nội dung
b) Hệ thức
Q = I2Rt
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua
Trong đó:I đo bằng ampe(A)
R đo bằng ôm ()
t đo bằng giây(s)
Q đo bằng Jun(J)
Lưu ý: Nếu Q đo bằng calo thì hệ thức định luật Jun- Len xơ là:
Q= 0,24I2Rt
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.
2- Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
1- Hệ thức của định luật.
2-Xử lý kết quả thí nghiệm kiểm tra.
3-Phát biểu định luật
a) Nội dung
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?
Trả lời:
Ta có Rd nt Rdt nên Id = Idt = I
Nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn và dây hợp kim lần lượt là:
Qd = I2 Rd t ; Qdt= I2 Rdt t
Vì Rd< Rdt nên Qd < Qdt
Do đó dây dẫn hầu như không nóng lên, còn dây tóc bóng đèn nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng.
Q = 0,24I2Rt
TIẾT 16 - BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
C5: Một ấm điện có ghi 220V- 1 000 W 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 4 200J/ kg.k
Cho biết
Udm= 220V
Pdm = 1 000 W
U= 220V
V= 2l => m= 2Kg
to1 = 200C
to2 = 1000C
C = 4 200J/kg.K
t = ?
Điện năng mà bếp điện sử dụng để đun sôi nước.
Ta có : A = P.t
Nhiệt lượng nước nhận vào để tăng từ 200 C -> 1000 C
Ta có : Q = m.C.(to2 – to1)
Do điện năng chuyển hoá hoàn toàn thành nhiệt năng nên ta có. A = Q
Vì: U = Udm nên P = Pdm
Hay P.t = m.C.(to2 – to1)
=> t =
m.C.(to2 – to1)
P
=
Giải
Đáp số: t = 672s
TIẾT 16 - BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
I- TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
Q = I2Rt
Hệ thức:
III. VẬN DỤNG
C5

TRẮC NGHIỆM
Phát biểu nào dưới đây là không đúng? Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:
A. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
B. tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện, và thời gian dòng điện chạy qua.
C. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
D. 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.
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
1/ Định luật Jun – Len-xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
A. Cơ năng C. Hóa năng
B. Năng lượng ánh sáng D. Nhiệt năng
2/ Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun – Len-xơ :
A. Q = IRt C. Q = IR2t
B. Q = I2Rt D. Q = I2R2t
3/ Nếu Q tính bằng calo thì biểu thức nào là của định luật Jun – Len-xơ :
A. Q = I2Rt C. Q = 0,24I2Rt
B. Q = IR2t D. Q = 0,42IR2t
CỦNG CỐ
Các dụng cụ này có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan. Điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này lớn hơn điện trở suất của dây dẫn bằng đồng gấp từ 25 đến 29 thậm chí có chất liệu gấp 65 lần ( nicrom)
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn có điện trở R ,cường độ dòng điện I và thời gian t :
GDBVMT : Với các thiết bị đốt nóng như: nồi cơm điện, bàn là , lò sưởi , lò nướng .. Việc toả nhiệt là có ích . Nhưng các thiết bị như máy khoan , máy bơm nước hay các thiết bị chiếu sáng , thiết bị điện tử thì việc toả nhiệt là vô ích
Vì vậy : Để tiết kiện điện năng, cần giảm sự toả nhiệt hao phí không cần thiết bằng cách giảm điện trở nội của chúng
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.
2-Xử lý kết quả thí nghiệm kiểm tra.
3-Phát biểu định luật
a) Nội dung
b) Hệ thức
Q = I2Rt
III. VẬN DỤNG
Hướng dẫn về nhà :
Học thuộc ghi nhớ
Đọc có thể em chưa biết
Làm các bài tập SBT :
từ 16-17.1 16-17.6
- Làm trước các bài tập ở bài 17 chuẩn bị cho tiết học sau
- Bảo quản CSVC khi ra chơi
TIẾT 16 - BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
Chúc các em học giỏi.
BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ KẾT THÚC, MỜI GV VÀ CÁC EM HOC SINH NGHĨ