Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

Kiểm tra bài cũ
? Viết công thức tính nhiệt lượng
* Q = m.c.(t2-t1)
? Viết phương trình cân bằng nhiệt
* Qtỏa=Qthu
? Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào
* Điện năng có thể biến đổi thành:
Quang năng + nhiệt năng
Cơ năng + nhiệt năng
Nhiệt năng
Hóa năng +nhiệt năng
.........
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?
Bóng đèn dây tóc, đèn compac, đèn huỳnh quang.
Tiết 16 - Bài 16 : 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.
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 có điện trở thuần khi có dòng điện chạy qua toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng, và dây dẫn đó thường làm bằng vật liệu có điện trở suất lớn như là nikelin hoặc constantan
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.
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
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 = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
C1 = 4 200J/kg.K
C2 = 880J/kg.K
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 - 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 = 5?
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.
Hoạt động nhóm:
Nhóm 1:
C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên?
Nhóm 2:
C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó?
Nhóm 3:
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 - Len-xơ
H.Len-xơ
(1804- 1865)
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 - 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
b) Hệ thức
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 Rhk nên Id = Ihk = I
Nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn và dây hợp kim trong cùng thời gian t lần lượt là:
Qd = I2 Rd t ; Qhk= I2 Rhk t
Vì Rd< Rhk nên Qd < Qhk
Do đó dây dẫn hầu như không nóng lên, còn dây tóc đèn nóng tới nhiệt độ cao v� phát sáng.
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 2l nước từ nhệt 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 = ?
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
Giải
Vì: U = Udm nên P = Pdm
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)
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có. A = Q
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
Bài tập trắc nghiệm:
C1: 1J =.cal
c) 1J = 2,4 cal
d) 1J = 24 cal
b) 1J = 4,18 cal
a) 1J = 0,24 cal
b) Q = I2Rt
a) 1J = 0,24 cal


TRẮC NGHIỆM
C3: 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 trỏ 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.
HƯỚNG DẪN BÀI TẬP
Hướng dẫn: Vì mạch nối tiếp nên dùng công thức:
Q = I2Rt
Bài 16-17.3/SBT: Cho 2 điện trở R1 và R2 hãy chứng minh rằng?
a. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc nối tiếp thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ thuận với các điện trở đó:
Q1
Q2
R2
R1
=
HƯỚNG DẪN BÀI TẬP
17.3/SBT: Cho hai điện trở R1 và R2. Hãy chứng minh rằng:
b) Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song thì nhiệt lượng toả ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ nghịch với các điện trở:


Hướng dẫn: Vì mạch song song nên dùng công thức:

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
Tiết 16 - Bài 16: định luật Jun - Len-xơ
Chúc các em học giỏi.