Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

chào mừng các thầy giáo, cô giáo
và các em học sinh

Giáo án điện tử Vật lý lớp 9
người thiết kế: trần thái phúc
trường thcs quán hành
A - Kiểm tra bài cũ
Câu hỏi:
Điện năng có thể biến đổi thành những dạng năng lượng nào? Lấy ví dụ?
Trả lời: Điện năng có thể biến đổi thành nhiều dạng năng lượng như nhiệt năng, quang năng, cơ năng… trong đó có phần năng lượng có ích và có phần năng lượng vô ích.
Ví dụ: Dòng điện khi đi qua quạt điện đã
biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.
Dòng điện khi chạy qua các vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt, nhiệt lượng toả ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào?
?
Tiết 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:
Hãy đọc thông tin SGK và trả lời câu hỏi
Hãy kể tên 3 dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng?
Hãy kể tên 3 dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiêt năng và một phần thành cơ năng?
?

Tiết 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 nhệt năng

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 kể tên 3 dụng cụ 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?
Điện trở suất của nikêlin bằng
Điện trở suất của constantan bằng
Điện trở suất của dây đồng bằng
Điện trở suất của dây hợp kim lớn hơn điện trở suất của dây đồng nhiều lần
6
0,4.10
-
Ω m
Ω m
-8
1,7.10m
Ω m
?

Tiết 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 nhệt năng

Trường hợp toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R dòng điện có cường độ I chạy qua với thời gian t được tính như thế nào?
Với
R: là điện trở của dây dẫn
I: là cường độ dòng diện chạy qua dây dẫn
t: là thời gian dòng điện chạy qua
II - ĐịNH LUậT JUN - LENXƠ
1 - Hệ THứC CủA ĐịNH LUậT
Q = A = I2 . R. t


Tiết 16: Định luật junlen 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 nhệt năng

II - ĐịNH LUậT JUN - LENXƠ
1 - Hệ THứC CủA ĐịNH LUậT
Q = A = I2 . R. t

2 - xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra
sơ đồ thí nghiệm
+
-
45
15
30
60
A
V
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 300s ; ?t = 9,50C
I = 2,4A ; R = 5Ω
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
. X? lí k?t q?a TN ki?m tra

Tiết 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 nhệt năng

Khối lượng nước m1 = 200g được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2 = 78g và được đun nóng bằng một dây có 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?. Sau thời gian t = 300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng là 9,50C. Biết nhiệt dung riêng của nước là c1 = 4200 J/kg.K và của nhôm là c2 = 880 J/kg.K
II - ĐịNH LUậT JUN - LENXƠ
1 - Hệ THứC CủA ĐịNH LUậT
Q = A = I2 . R. t
2 - xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra
Các em thảo luận nhóm, trả lời các câu hỏi sau đây.
Khối lượng nước m1 = 200g được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2 = 78g và được đun nóng bằng một dây có 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?. Sau thời gian t = 300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng là 9,50C. Biết nhiệt dung riêng của nước là c1 = 4200 J/kg.K và của nhôm là c2 = 880 J/kg.K
C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
C2: Hãy tính nhệt lượng Q mà nước và bình nhận được trong thời gian đó.
C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt luợng truyền qua môi trường xung quanh.
SINH HOẠT 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�:
C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian 300s
Nhóm 2�:
C2�: Hãy tính nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được trong thời gian 300s.
Nhóm 3,4�:
C2�: Hãy tính nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận được trong thời gian 300s.
Tóm tắt:
Biết: Tính:
m1 = 200g =0,2 kg; m2 = 78g = 0,078kg C1: A?
I = 2,4A; R = 5? C2: Q?
t = 300s; t0 = 9,50C C3: So sánh A và Q
c1 = 4200J/kg.K; c2 = 880/kg.K

C2: Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhận được trong thời gian trên là: Q1 = c1m1 t = 4200.0,2.9,5 = 7980 (J)
Q2 = c2m2 t = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
Q = Q1 + Q2 = 7980(J) + 652,08(J) = 8632,08 (J)
C3: Q gần bằng A
Bài gi?i: C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây dây điện trở trong thời gian trên là: A = I2 . R. t = (2,4)2.5.300 = 8640 (J)
Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường thì A = Q. Như vậy hệ thức định luật Jun - Lenxơ mà ta suy luận từ phần 1:
Q = I2.R.t đã được khẳng định qua thí nghiệm kiểm tra.
?: Hãy phát biểu thành lời công thức trên?
Đây chính là nội dung của định luât Jun - Lenxơ
Nhà bác học Len xơ
(1804 - 1865)

Tiết 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 nhệt năng

+ Nhiệt luợng toả 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.
II - ĐịNH LUậT JUN - LENXƠ
1 - Hệ THứC CủA ĐịNH LUậT
Q = A = I2 . R. t
2 - xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra
+ Hệ thức của định luật: Q = A = I2 . R. t
Trong đó: I đo bằng ampe (A)
R đo bằng ôm (?)
t đo bằng giây (s) thì Q đo bằng jun (J)
3 - phát biểu định luật jun - lenxơ
Lưu ý:

Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức định luật
Jun - Lenxơ là:

Q = 0,24I2.R.t
?
Tiết 16 : định luật jun - lenxơ

Hãy đọc phần mở bài và trả lời câu hỏi đã nêu.
Các em thân mến !
Sau toàn bộ nội dung bài học, các em hãy phát biểu đầy đủ định luật Jun - Lenxơ.
Nhiệt lượng toả 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 = I2.R.t
C4: Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng mắc nối tiếp. Theo định luật Jun - Lenxơ thì Q? R, dây tóc có R lớn nên Q toả 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 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 như bằng nhiệt độ môi trường).

Tiết 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 nhệt năng

+ Nhiệt luợng toả 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.
II - ĐịNH LUậT JUN - LEN -XƠ
1 - Hệ THứC CủA ĐịNH LUậT
Q = A = I2 . R. t
2 - xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra
+ Hệ thức của định luật: Q = A = I2 . R. t
Trong đó: I đo bằng ampe (A)
R đo bằng ôm (?)
t đo bằng giây (s) thì Q đo bằng jun (J)
3 - phát biểu định luật jun - lenxơ
iii - vận dụng
Tr? l?i, l�m b�i t?p C4, C5
III/ VẬN DỤNG:
C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2lít 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 4200J/kg.K
Hướng dẫn:
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước:
Q = m.C(t2 - t1) = 672000 J
Thời gian đun sôi nước:
t = Q/P = 672 s
Tóm tắt:
Biết: Tính:
U = 220V; P = 1000W t = ?
V = 2l => m = 2kg
t0 = 200C
c = 4200J/kg.K


Hướng dẫn về nhà
1 - Học thuộc các nội dung cơ bản trong bài, các kết luận trong bài
2 - Đọc kỹ nội dung bài 16(SGK), Soạn l?i các câu hỏi C4, C5 bài 16(SGK)
3 - Làm các câu hỏi bài tập 16-17.2; 16-17.3; 16-17.4; 16-17.5; 16-17.6
CH�C THầY Cô Sức khoẻ
chúc các em học tốt
xin chân thành cảm ơn!
HƯỚNG DẪN BÀI TẬP
17.3/SBT: Cho hai 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 toả ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ thuận với các điện trở:

Hướng dẫn: Vì mạch nối tiếp nên dùng công thức:
Q = I2Rt
CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
Tuỳ theo vật liệu và tiết diện dây dẫn mà các dây dẫn chỉ chịu được những dòng điện có cường độ nhất định. Quá mức đó, theo định luật Jun - Lenxơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm cháy vỏ bọc và gây hoả hoạn. Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ dùng điện, khi có sự cố, cường độ dòng điện tăng quá mức cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch tự động, tránh được tổn thất. Vì thế, dây chì và dây dẫn điện phải có tiết diện được tính toán phù hợp với cường độ dòng điện định mức.
Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện định mức:
Bài tâp trắc nghiệm
Bài 1 :Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun - Len xơ ?
Bài 2: Nếu Q tính bằng calo thì phải dùng biểu thức nào trong các biểu thức sau đây?
Bài 3 Định luật Jun- Len xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
Cơ năng C. Hoá năng
Năng lượng ánh sáng D. Nhiệt năng
Em hãy chọn câu trả lời đúng.
Q = I2 R t C. Q = I R2 t
B. Q = I R t D.Q =I2 R2 t
Q = U I t C. Q = 0,24 .I 2 R t
B. Q = I R2 t D.Q = 0,42 .I2 R t
Bài 4: Trong các phát biểu định luật Jun Lenxơ sau đây, phát biểu nào đúng ?
A. Nhi?t lu?ng to? ra ? dõy d?n khi cú dũng di?n ch?y qua t? l? thu?n v?i cu?ng d? dũng di?n , v?i di?n tr? c?a dõy d?n v� th?i gian dũng di?n ch?y qua
B. Nhi?t lu?ng to? ra ? dõy d?n khi cú dũng di?n ch?y qua t? l? thu?n v?i bỡnh phuong cu?ng d? dũng di?n , v?i di?n tr? c?a dõy d?n v� th?i gian dũng di?n ch?y qua
C. Nhi?t lu?ng to? ra ? dõy d?n khi cú dũng di?n ch?y qua t? l? thu?n v?i cu?ng d? dũng di?n , v?i bỡnh phuong di?n tr? c?a dõy d?n v� th?i gian dũng di?n ch?y qua
D. A v� B d?u dỳng.