Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

GV:nùng Hoàng Thành
TI?T 16: D?NH LU?T JUN - LEN-XO
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
a)Trong số các thiết bị hay dụng cụ sau, thiết bị hay dụng cụ nào biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng?
Trong số các thiết bị hay dụng cụ sau, thiết bị hay dụng cụ nào biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?
2.Tồn b? di?n nang bi?n d?i th�nh nhi?t nang.
+ Bộ phận chính của các dụng cụ này là một dây dẫn bằng hợp kim Nikêlin hoặc Constantan.
Bộ phận chính của các dụng cụ biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng là dây đốt làm bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan .
§ång chÝ hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng?
Điện trở suất của dây hợp kim lớn hơn điện trở suất của dây đồng nhiều lần
Q = I2Rt
II/ ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ:
1. Hệ thức định luật :
Trong trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng, nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t là:
* Mục đích của thí nghiệm là gì ?
* Đồng chí hãy mô tả thí nghiệm và nêu tác dụng của các dụng cụ điện có trong 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
2.Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra
C1�: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở:� A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 86400(J)
C2�: Nhiệt lượng Q1 do nước nhận được :
Q1 = c1m1?t0 = 4200.0,2.9,5 = 7980 (J)
Nhiệt lượng Q2 do bình nhôm nhận được :
Q2 = c2m2?t0 = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
Nhiệt lượng Q do cả bình và nước nhận được:
Q = Q1+ Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08 (J)
C3:Ta thấy Q ? A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì Q = A
3. Phát biểu định luật�:
Q = I2Rt
I:cường độ dòng điện (A)
Q = 0,24.I2Rt (Cal)
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.
R : điện trở ( ? )
t : thời gian (s)
Q : nhiệt lượng (J)

Hai nhaø Vaät lyù hoïc ngöôøi Anh vaø Ñöùc ñaõ tìm ra ñònh luaät treân ngöôøi ta ñaõ laáy teân cuûa hai oâng ñeå ñaët teân cho ñònh luaät : Ñònh luaät Joule - Lenz
J.P. JOULE H.LENZ
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 ?

III/ VẬN DỤNG:
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 - Len-xơ 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).
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
III/ VẬN DỤNG:
C5: Theo định luật bảo toàn năng lượng:
A = Q
hay P. t = cm(t02 - t01)
Thời gian đun sôi nước là�:


P
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 - Len-xơ, 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:
DẶN DÒ
+ Học thuộc nội dung định luật Jun - Len-xơ, công thức và các đại lượng có trong công thức
+ Làm bài tập 17.3, 17.4 SBT

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
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 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

TIẾT HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT
THÂN ÁI CHÀO CÁC THẦY CÔ VÀ CÁC ĐỒNG CHÍ