Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Viết công thức tính công của dòng điện. Cho biết tên và đơn vị của các đại lượng có trong công thức
Đáp án câu 1: Công thức:
Trong đó:
A : Công của dòng điện(J)
U: Hiệu điện thế(V)
t : Thời gian dòng điện chạy qua(s)
A= U.I.t
Câu 2: Điện năng là gì? Điện năng có thể chuyển hóa thành những dạng năng lượng nào?
I: Cường độ dòng điện(A)
Câu 2: Điện năng là gì? Điện năng có thể chuyển hóa thành những dạng năng lượng nào?
Điện năng
Cơ năng
Quang năng
Nhiệt năng
- Điện năng là năng lượng của dòng điện
3
Ngoài ra nếu bài toán cho P, I,R,t. Tính công của dòng điện bằng những công thức nào?
Muốn tính nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên ta dùng công thức nào?
Q = m.c.∆t
Q = QNhôm+ QNước
A = P.t
= I2.R.t
Dòng điện chạy qua các vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào yếu tố nào?
Điện năng => nhiệt năng
Điện năng => Nhiệt năng
Điện năng => cơ năng
+ Quang năng
+ nhiệt năng
TRÒ CHƠI: AI NHANH HƠN: LỚP CHIA THÀNH 3 ĐỘI A, B VÀ C
8
Điện năng -> nhiệt năng + năng lượng ánh sáng:
Điện năng -> nhiệt năng + cơ năng:
Biến đổi toàn bộ điện năng -> nhiệt năng:
9
- Điện năng -> nhiệt năng + năng lượng ánh sáng: Bóng đèn dây tóc, Đèn huỳnh quang, Đèn compắc...
* Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
- Điện năng -> nhiệt năng + cơ năng: Máy bơm nước,quạt điện, máy khoan…
- Điện năng -> nhiệt năng : Ấm điện, nồi cơm điện, bếp điện, bàn là điện ( bàn ủi)…
* Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt 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.
Dây Constantan
Hoặc dây Nikêlin
1,7.10-8 < 0,4.10-6 < 0,5.10-6

Vậy:
Hãy so sánh điện trở suất của dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan với các dây dẫn bằng đồng.
Ví dụ: Ấm điện, nồi cơm điện, bếp điện, bàn là điện ( bàn ủi)…
Điện năng A
Nhiệt năng Q
A= P. t = I2.R.t
Q = I2.R.t
Kiểm tra hệ thức định luật Jun – Lenxơ
Mục đích của thí nghiệm là gì?
Em 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 =5 phút= 300s ;
t =34,5-25= 9,50C
Mô phỏng thí nghiệm:
250C
+
_
15
Hình 16.1 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 nhôm có 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 . Sau thời gian t=300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng t=9,50C. Biết nhiệt dung riêng nước là c1=4200J/kg.K và của nhôm c2= 880J/kg.K
Hình 16.1
C1:Tổ1,3(Nhóm đôi): Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian 300s.
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g =0,078kg c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+ A = ?
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
C2:Tổ2,4(Nhóm đôi): Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian trên.
C1:Tổ1,3(Nhóm đôi): Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian 300s.
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g =0,078kg c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+ A = ?
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên là:
A = I2Rt
A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640 (J)
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g =0,078kg c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+ A = ?
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
C2:Tổ2,4(Nhóm đôi): Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian trên.
Q = m.c.∆t
Q = QNước1 + QNhôm2
Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được là:
Q = Q1 + Q2 = m1.c1.∆t0 + m2.c2.∆t0
=0,2.4200.9,5 + 0,078.880.9,5

= 7980 +652,08 =8632,08 (J)
C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên là: A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640 (J)
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g =0,078kg c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+ A = ?
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
C2:
Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được là:
Q = Q1 + Q2 = m1.c1.∆t0 + m2.c2.∆t0

=0,2.4200.9,5 + 0,078.880.9,5

= 7980 +652,08 =8632,08 (J)
C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.
Ta thấy Q  A
Q = A
Q = I2Rt
A = 8640 J
Q = 8632,08 J
Câu C3: Hãy so sánh A với Q
Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì:
Mối quan hệ giữa Q,I,R và t trên đây đã được nhà vật lí người Anh J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889) và nhà vật lí học người Nga H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865) đã độc lập tìm ra bằng thực nghiệm và được phát biểu thành định luật mang tên hai ông: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
J.P.Jun
H.Len-xơ
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.
Q = I2Rt
I: là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A)
t: là thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s)
Q: là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)
Q = 0,24I2Rt (Cal)
1J = 0,24 Cal ; 1Cal = 4,18J
Trong đó:

Lưu ý: Nếu nhiệt lượng Q đo bằng Calo
Một số thiết bị đốt nóng bằng điện có ích …
trong sản xuất …
trong sinh hoạt …
Nhưng một số thiết bị khác như: động cơ điện, thiết bị điện … sự tỏa nhiệt là vô ích thậm chí có hại !
Để giảm sự tỏa nhiệt của dây dẫn điện, thiết bị điện cần …
Tránh mua
Nên sử dụng dây dẫn điện…
Trong các loại đèn trên chúng ta nên sử dụng loại đèn nào? Vì sao
Trong các loại đèn trên chúng ta nên sử dụng loại đèn compắc,
Đèn huỳnh quang Vì có hiệu suất phát sáng cao tiết kiệm điện, giảm
Chi tiêu cho gia đình, cơ quan trường học, xí nghiệp…
không nên
Sử dụng đèn sợi đốt trong chiếu sáng, vì …
30
Hãy hưởng ứng Giờ Trái Đất là sự kiện quốc tế hàng năm, do Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên phát động khuyến khích mọi người tắt đèn điện và các thiết bị điện không ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt trong một giờ, từ 20h30-21h30 ngày thứ 7 cuối tháng ba hàng năm. Bắt đầu từ Sydney nước Úc năm 2007. Việt Nam tham gia Giờ Trái Đất từ năm 2009. Hiện nay logo của Giờ Trái Đất được thêm dấu “+” sau số 60 với ý nghĩa Giờ Trái Đất không chỉ dừng lại ở 60 phút mà còn nhiều hơn thế nữa. Mục đích của sự kiên này nhằm đề cao việc tiết kiệm điện, làm giảm lượng khí thải điôxít cacbon gây ra hiệu ứng nhà kính khiến trái đất nóng lên và biến đổi khí hậu toàn cầu. Nhắc nhở mọi người hãy hành động thường xuyên hơn trong việc bảo vệ môi trường hành tinh xanh của chúng ta.
Là một học sinh em đã, đang và sẽ làm gì để tiết kiệm năng lượng bảo vệ môi trường sống của chúng ta?
31
Nhắc nhở mọi người xung quanh cùng tiết kiệm năng lượng như: Tắt các thiết bị điện không cần thiết, không bỏ thừa thức ăn, phân loại rác, bỏ rác đúng nơi quy định,sử dụng tiết kiệm giấy trong học tập và việc làm….
C4
C4: Tại sao cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng sáng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên?
C4
nhỏ hơn
Theo ĐL Jun-Lenxơ, Q tỏa ra tỉ lệ thuận với điện trở R dây.
Nên ở dây đồng Q tỏa ra nhỏ hơn Q tỏa ra ở dây vônfram của đèn, vì vậy dây đồng không nóng còn dây vônfram nóng đỏ và phát sáng.
nhỏ hơn
Giải:
C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 20oC. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra môi trường. Tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Tóm tắt:
U=220V
P =1000W
V = 2l => m = 2kg t01 = 200C ;
t02 = 1000C;
c = 4200 J/kg.K. t = ?
Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra môi trường thì:
A = Q
P.t = mc(t02 – t01) nên
Thời gian đun sôi nước là :


1/ Định luật Jun – Len-xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
C. Cơ năng D. Hóa năng
A. Năng lượng ánh sáng B. Nhiệt năng
NH? NHANH VI?T NHANH
Chọn đáp án đúng nhất
2/ Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun – Lenxơ:
C. Q = IRt D. Q = IR2t
A. Q = I2Rt B. Q = I2R2t
3/ Nếu Q tính bằng calo thì biểu thức nào là của định luật Jun – Len-xơ :
C. Q = I2Rt D. Q = 0,24I2Rt
A. Q = IR2t B. Q = 0,42IR2t
4/ Chọn phép biến đổi đúng:
C. 1J = 3,18cal D. 1 J = 0,24 cal
A. 1J = 0,42cal B. 1cal = 4,8J
Lưu ý: Q = 0,24I2Rt (Cal)
1J = 0,24 Cal ; 1Cal = 4,18J
Bai 17:
ĐỊNH LUẬT
JUN - LENXƠ
A = Q
* Nếu Q tính bằng đơn vị Calo thì hệ thức : Q = 0,24.I2Rt
Giảm hao phí điện do tỏa nhiệt trên điện trở
Củng Cố
CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
Hãy nêu nguyên tắc hoạt động của cầu chì?
Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện định mức:
Cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ điện, khi có sự cố, cường độ dòng điện tăng lên quá mức cho phép, dây cầu chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch tự động tránh được tổn thất.
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
- Học bài theo vở ghi và SGK phần ghi nhớ.
Làm bài tập ở SBT từ bài: 16-17.1 đến 16-17.3 /SBT/tr42
Dựa vào phần hướng dẫn ở SGK chuẩn bị trước 3 bài tập ở SGK trang 47
Đọc thêm phần “Có thể em chưa biết”
Một dây dẫn có điện trở 176 được mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U=220V. Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn đó trong 15 phút là:
A. 247 500J. B. 59 400calo
C. 59 400J. D. A và B đúng
Bài toán cho biết những đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? Tìm bằng công thức nào? Đơn vị của các đại lượng đã phù hợp?
Một dây dẫn có điện trở 176 được mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 220V. Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn đó trong 15 phút là bao nhiêu?

Tóm tắt:
R= 176
U=220V
t=15 phút=900s
Q=?(J)
Giải