Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

VẬT LÝ LỚP 9
Phần I
Điện Học
GV : Tr?n Th? Kim Thúy
THCS Quang Trung - Bảo Lộc




KIEÅM TRA BAØI CUÕ:
Hoûi :Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào?
Đáp : Điện năng có thể chuyển hóa thành
Cơ năng (máy quạt, máy bơm nước…)
Nhiệt năng (bàn là, bếp điện…)
Hóa năng (pin, acquy..)
Quang năng (thiết bị chiếu sáng..)…

Doøng ñieän chaïy qua caùc vaät daãn thöôøng gaây ra taùc duïng nhieät, nhieät löôïng toûa ra khi ñoù phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá naøo?
Vì sao với cuøng moät doøng ñieän chaïy qua thì daây toùc boùng ñeøn noùng leân tôùi nhieät ñoä cao, coøn daây noái tôùi boùng ñeøn thì haàu nhö khoâng noùng leân ?


H?i :Nêu một số vật dẫn mà dòng điện qua chúng gây ra tác dụng nhiệt?

Dáp :Bàn là điện, bếp điện, nồi cơm điện, bóng đèn dây tóc.

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:
Đèn dây tóc, đèn LED, bút thử điện.
Máy bơm nước, máy quạt, máy khoan điện.
2.Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng:
Bàn là, bếp điện, mỏ hàn điện .


a) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng ?
b) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?
a)Hãy kể tên ba dụng cụ có thể biến đổi điện năng hoàn toàn thành nhiệt năng ?

Hỏi :
b)Các dụng cụ biến đổi điện năng hoàn toàn thành nhiệt năng có bộ phận chính là đoạn dây dẫn bằng hợp kim: Nikêlin hay constantan hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng?
Đáp án :
Dây hợp kim bằng Nikêlin hay constantan có điện trở suất lớn hơn rất nhiều so với điện trở suất của dây đồng.


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:
Đèn dây tóc, đèn LED, bút thử điện.
Máy bơm nước, máy quạt, máy khoan điện.
2.Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng:
Bàn là, bếp điện, mỏ hàn điện
II. ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ
1.Hệ thức của định luật :
Q = I2Rt
2Xử lý kết quả của thí nghiệmkiểm tra :






+ Em hãy viết công thức tính điện năng tiêu thụ khi đặt vào 2 đầu dây dẫn một hiệu điện thế U, cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn đó trong thời gian t :
- ta có : U = IR
- thay vào(1) ? A = I2Rt
- Theo định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng ta có: A = Q
? Q = I2Rt
V?y trong trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng thì nhiệt lựơng tỏa ra ở d�y d?n có điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t tính bằng công thức bên





A = UIt (1)
2. xử lý kết quả của thí nghiệm:
Hs cho biết : làm thí nghiệm để kiểm tra điều gì?
Trả lời : Kiểm tra hệ thức : Q = I2Rt
Để kiểm tra điều đó thì người ta mắc mạch điện có sơ đồ hình 16.1
d? l�m thí nghi?m
Các em hãy đọc phần mô tả TN hình 16.1 SGK và các dữ kiện thu được từ TN kiểm tra

Gồm một dây điện trở R được làm bằng chất có điện trở suất lớn.
Ampe kế để đo cường độ dòng điện chạy qua điện trở R
Vôn kế để đo hiệu điện thế giữa hai đầu R
Nhiệt kế đo nhiệt độ của nước trước và sau khi đun

m1= 200g = 0,2 kg
m2 = 0,078kg
I = 2,4 A
R = 5 ?
t = 300s
?t0 = 9,50C
C1 = 4200 J/kg.độ
C2 = 880 J/kg.độ







m1= 200g = 0,2 kg
m2 = 0,078kg, I = 2,4 A
R = 5 ? ; t = 300s ; ?t0 = 9,50C
C1 = 4200 J/kg.độ
C2 = 880 J/kg.độ
C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên ?
C2: Tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
C3 : Em hãy so sánh Q và A Cần lưu ý điều gì trong quá trình truyền nhiệt ?






C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên
A =UIt=I2Rt=(2,4)2.2.300 =
C2: Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó:
Q1 = c1m1 ? t = 4200.0,2.9,5 =
Q2 = c2m2 ? t =880.0,078.9,5=
Q = Q1+ Q2 = 8632,08 J
C3: Q ? A.

+ Nếu bỏ qua phần nhiệt mất mát thì
Q = A
Vậy hệ thức Q = I2Rt là đúng
Toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng





8640J
7980J
652,08J
ĐỊNH LUẬT JUN - LEN- XƠ
II. ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ
1.Hệ thức của định luật : Q = I2Rt
2. Xử lý kết quả của thí nghiệm: A = Q
3. Phát biểu định luật :
Nhiệt lượng tỏa ra ở một dây dẫn khi có dòng điện chạy qua ..............với bình phương cường độ dòng điện, với
........của dây dẫn và ............... dòng điện chạy qua dây . Q = I2Rt
Trong đó : Q : nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)
R : điện trở của dây dẫn (?)
I : cường độ dòng điện (A)
t : thời gian ( s)
Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Joule-Lenz là: Q = 0,24 I2Rt
Dựa vào hệ thức của định luật, em hãy phát biểu mối quan hệ giữa Q,I,R,t.
tỉ lệ thuận
điện trở
th?i gian

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
ĐỊNH LUẬT JUN - LEN- XƠ

Gợi ý:
Từ hệ thức của định luật Joule-Lenz : Q = I2Rt thì nhiệt lượng tỏa ra ở dây tóc đèn và dây nối khác nhau do yếu tố nào?
Trả lời : dây tóc đèn được làm từ hợp kim có ? lớn,
? do đó điện trở R của dây tóc đèn lớn hơn nhiều so với điện trở dây nối bằng đồng
Với dòng điện có cùng cường độ I chạy qua chúng trong cùng thời gian, do đó.......................................
vì vậy dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên

Q tỉ lệ thuận với R
III.VẬN DỤNG :
C4: Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua (trong cùng thời gian) 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
III.VẬN DỤNG :
C5:
tóm tắt
A�m : 220V - 1000 W
U = 220V
V = 2l ? m = 2 kg
t1 = 200C, t2 = 1000C
C = 4200 J/kg.độ
t = ?
+ A�m điện hoạt độ�ng như thế nào?
+ A�m hoạt động nhờ năng lượng nào?








Bài giải
Vì ấm sử dụng ở hiệu điện thế bằng với hiệu điện thế định mức nên P = 1000W
Nhiệt lượng cần để cung cấp cho 2 kg nước tăng đến nhiệt độ sôi :
Q = mc(t2 -t1) = 4200 x 2x80 = 672000 J
Điện năng mà bếp tiêu thụ trong thơì gian t:
A = Pt
Theo định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng ta có A = Q
mà Q = mc(t2 -t1)
Pt = mc(t2 -t1) = 2.4200.80
? t = =



t = 672 s = 11ph 12 giây
1. Nêu hệ thức của định luật Joule- Lenz ?
Q = I2Rt
2.Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng?
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua .
A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua
B. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua
C. 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.
D. tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua.



3.Câu nào dưới đây mang nội dung của định luật Joule- Lenz

4.Định luật Joule- Lenz cho biết điện năng biến đổi thành :
A. Cơ năng
B. Năng lượng ánh sáng
C. Hóa năng
D. Nhiệt năng

Công việc về nhà :
+ Đọc phần có thể em chưa biết
+ Bài tập 16.3 đến 16.6




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: Đèn dây tóc, đèn LED, bút thử điện.
2.Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng: Máy bơm nước, máy quạt, máy khoan điện.
II. ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ
1.Hệ thức của định luật : Q = I2Rt
2Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra : A = Q
3. Phát biểu định luật : Nhiệt lượng tỏa ra ở một dây dẫn khi có dòng điện chạy qua t? l? thu?n với bình phương cường độ dòng điện, với đi?n tr? của dây dẫn và th?i gian dòng điện chạy qua dây .
III.VẬN DỤNG :

(Th�ng 10 nam 2007)