Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

KÍNH CHÀO QUÍ THẦY CÔ VỀ DỰ TIẾT THAO GIẢNG BỘ MÔN VẬT LÝ LỚP 9 CỦA TRƯỜNG
THCS NGUYỄN DU
BÀI CŨ
Câu hỏi: Hãy viết
-Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của một vật ?
-Công thức tính công của dòng điện ?
Giải:
Q = cmΔt0
c: Nhiệt dung riêng(J/kg.K)
m: Khối lượng(kg)
Δ t0 : Độ tăng nhiệt độ(0C)
Q: Nhiệt lượng(J)
A = UIt A = P t
U: Hiệu điện thế(V)
I: Cường độ dòng điện(A)
t: Thời gian (s)
A: Công (J)
P : Công suất(w)


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 hầu như không nóng lên?

ĐỊNH LUẬT
JUN – LEN XƠ





I-TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG









1-Một phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng:






Trong các dụng cụ dùng điện trên, dụng cụ nào biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng?
BÓNG ĐỀN
NỒI CƠM ĐIỆN
MÁY XAY SINH TỐ
ẤM ĐUN NƯỚC
MÁY KHẤY
Dụng cụ điện biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng là:

MAY XAY SINH TỐ
MÁY KHẤY
2-Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng.






Trong các dụng cụ dùng điện trên, dụng cụ nào biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng?
NỒI CƠM ĐIỆN
MÁY XAY SINH TỐ
BÓNG ĐỀN
BÀN LÀ
QUẠT ĐIỆN
Dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng là:

BÀN LÀ
BÓNG ĐÈN
NỒI CƠM ĐIỆN
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN XƠ
1- Hệ thức của định luật
Trong trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t là:
Q = I2Rt
2-Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
Hình vẽ 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 nhômcó khối
lượng m2 = 78g và được đun nóng
bằng một dây điện trở. Điều chỉnh
biến trở để ampe kế chỉ I = 2,4A và
kết hợp với số chỉ của vôn kế biết
được điện trở của dây là R = 5 Ω.
Sau thời gian t = 300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng
Δt0 = 9,50. Biết nhiệt dung riêng của nước là c1= 4200j/kg.K của nhôm c2=880j/kg.K.

CÂU HỎI (NHÓM)
C1 (Nhóm A)
Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
C2 (Nhóm B)
Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian trên.
GIẢI
C1
Điện năng của
dòng điện :
A=I2Rt
= (2,4)2.5.300 = 8640 ( J )
C2
Nhiệt lượng nước nhận:
Q1 = c1m1 Δt0
= 4200.0,2.9,5=7980 (J)
Nhiệt lượng bình nhận:
Q2 = c2 m2 Δt0=880.0,078.9,5
=650,08 (J)
Nhiệt lượng bình và nước nhận
Q= Q1 + Q2 = 8632,08 (J)
CÂU HỎI (CHUNG)
C3 :
Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét?
Giải:
Q A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường thì Q = A
Mà A = I2Rt nên Q = I2Rt
3-Phát biểu định luật.


3-Phát biểu định luật:

Nội dung:
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
Q = I2Rt
I: Cường độ dòng điện(A)
R: Điện trở (Ω)
t: Thời gian(s)
Q : Nhiệt lượng(J)
Q = 0,24.I2Rt (calo)
III-VẬN DỤNG
C4
Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở 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 hầu như không nóng lên?
Giải C4:
Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng được mắc nối tiếp. Theo định luật Jun-Len xơ, nhiệt lượng tỏa ra ở dây tóc và ở dây nối tỉ thuận với cùng điện trở của từng đoạn dây . Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng tỏa ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng tỏa ra ít và truyền phần lớn cho môi trường,do đó dây hầu như không nóng lên.
C5
Một ấm điện có ghi 220V-1000 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 ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường. Tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Giải C5
Vì ấm 220V-1000 W mắc vào nguồn 220V nên Công suất tiêu thụ của ấm là: P =1000 W
Điện năng của dòng điện là: A = P t
Nhiệt lượng nước nhận vào: Q = cm(t02 – t01)
Mà A = Q nên P t = cm(t02 – t01)
1000t = 4200.2(100 – 20)
t = 672 (s)
Vậy thời gian đun sôi nước là 672 s


ĐỊNH LUẬT
JUN – LEN XƠ


I-TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1-Một phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng:
2-Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN XƠ
1- Hệ thức của định luật
2-Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
3-Phát biểu định luật:

Nội dung:
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
Q = I2Rt
I: Cường độ dòng điện(A)
R: Điện trở (Ω)
t: Thời gian(s)
Q : Nhiệt lượng(J)
Q = 0,24.I2Rt (calo)






BÀI 1
Trong cùng một thời gian, dụng cụ đốt nóng bằng điện A tỏa nhiệt nhiều hơn dụng cụ đốt nóng bằng điện B. Kết luận chính xác về A và B là:
Dụng cụ A có điện trở lớn hơn dụng cụ B
B. Dòng điện qua A lớn hơn dòng điện qua B.
C. Hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ A lớn hơn hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ B.
D. Công suất điện của A lớn hơn công suất điện của B.
Giải: D
BÀI 2
Một dây dẫn có điện trở R = 24 Ω mắc vào nguốn điện U = 24V .
a) Tính công xuất điện của dây dẫn.
b) Tính nhiệt lượng tỏa ra trong dây dẫn thời gian 5 phút.
c) Tính công của dòng điện sinh ra trong 2 giờ.
Giải bài 2
Cường độ dòng điện qua dây dẫn:
I = U : R = 12 : 24 = 0,5 A
Công suất tiêu thụ của dây dẫn:
P = U.I =12 . 0,5 = 6 w
Nhiệt lượng tỏa ra của dây dẫn:
Q = Pt = 6.300 = 1800J
Công của dòng điện:
A = Pt1 = 6.2 = 12 Wh