Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

Họ là ai ?
Dòng điện chạy qua vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt.Nhiệt lượng tỏa 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 ?
?
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.
? Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng.
? Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng.
2.Toàn bộ 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.
? Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng ?
II-ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ.
1.Hệ thức của định luật :
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn có điện trở R khi có dòng diện cường độ I chạy qua trong thời gian t là :
Q = I2Rt
2.Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra :
m1 = 200g = 0,2kg
m 2=78g = 0,078kg
I= 2,4 A
R= 5
t = 300s
t = 9,50C
C1 = 4200J/kg.K
C2 = 880J/kg.K
C1 : Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên?
A = UIt =I2Rt = 2,42.5.300 =8640 J
C2 : Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
Q = Q1+Q2 = (m1 C1 + m2 C2) t
= (0,2.4200 + 0,078.880 ) 9,5
=8632,08 J
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.
A = Q
3.Phát biểu định luật :
Nhiệt lượng tỏa 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 - Lenxơ :
Q = I2Rt
Trong đó :
I đo bằng ampe (A)
R đo bằng ôm ( )
t đo bằng giây (s)
*Lưu ý :
Nếu đo nhiệt lượng bằng đơn vị calo thì hệ thức định luật Jun-Lenxơ là : Q = 0,24I2Rt
III-VẬN DỤNG
C4 :Hãy giải thích điều nêu ra ở đầu của bài : 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 ?
ĐÁP ÁN :
Vì các dây tóc bóng đèn được làm bằng các hợp kim có điện trở suất lớn nên có điện trở lớn do đó nhiệt lượng tỏa ra nhiều nóng lên đến nhiệt độ cao.Ngược lại,dây dẫn thường được làm bằng đồng ,nhôm là những vật liệu có điện trở suất nhỏ nên có điện trở nhỏ do đó nhiệt lượng tỏa ra ít hầu như không nóng.
C5 :Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220Vđể đun sôi 2 lít nước ở 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/kg.K.
ĐÁP ÁN :
U = 220V
P=1000W
V=2l ? m = 2kg
t1 =20 0C
t2 =100 0C
C = 4200J/kg.K
t = ? s
P=UI =>I = P/U =1000/220 = 4,5 A
I = U/R => R = U/I = 220/4,5 =48.9
A = Q
I2Rt = mC (t2 – t1)
=>t = mC (t2 – t1)/I2R
=2.4200(100-20)/4,52.48,9 = 678s

KIẾN THỨC CẦN GHI NHỚ !
*Nội dung cuûa ñònh luaät Jun – Lenxô :
Nhieät löôïng toûa ra ôû daây daãn khi coù doøng ñieän chaïy qua tæ leä thuaän vôùi bình phöông cöôøng ñoä doøng ñieän vôùi ñieän trôû cuûa daây daãn vaø thôøi gian doøng ñieän chaïy qua.
*Heä thöùc cuûa ñònh luaät Jun – Lenxô :
Q =I2Rt
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ :
*Học bài.
*Đọc nội dung : "Có thể em chưa biết"/SGK.
*Bài tập : 16.1;16.2;16.3;16.4/SBT.
*Chuẩn bị trước bài 17.