Bài 17. Bài tập vận dụng định luật Jun - Len-xơ

Biên soạn: Phạm Văn Chiến
Trường THCS Đại Tự
Tiết 17 Bài tập vận dụng định luật
Jun - Len-xơ
KIỂM TRA BÀI CŨ
Trả lời:
*Định luật Jun- Len- Xơ:
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua
Phát biểu và viết hệ thức của định luật Jun- Len-Xơ.

*Hệ thức của định luật Jun- Len- Xơ: Q = I2Rt
f
Bài 1: Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R=80 và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là I = 2,5A.
a) Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1s.
b) Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 250C thì thời gian đun nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là c= 4200J/kg.K.
c) Mỗi ngày sử dụng bếp điện này 3 giờ. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng điện đó trong 30 ngày, nếu giá 1kW.h là 700 đồng.
Tiết 17: BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JUN- LEN- XƠ.
Tóm tắt:
R= 80
I = 2,5A
t0=1s
m = 1,5kg
t01= 250C
t02=1000C
t1= 20phút = 120s
c = 4200J/kg.K
t3= 3.30= 90h
Giá 1kW.h là 700 đồng
a) Q=?
b) H=?
c) Tính tiền điện phải trả.

Giải:
a) Nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1s là:
Q = I2Rt = 2,52.80.1 = 500J
b) Nhiệt lượng bếp cung cấp để đun sôi 1,5kg nước từ 250C là:
Qi=cm(t02 – t01) = 4200.1,5.(100 – 25) =472500J
Nhiệt lượng bếp toả ra trong 20 phút để đun sôi nước là:
Q = I2Rt1= 2,52.80.1200 = 600000J
Vậy hiệu suất của bếp là:
H =(Qi:Q).100 =(472500: 600000).100 =78,75%
c) Công suất của bếp là:
P = I2R = 2,52.80 =500W =0,5kW
Điện năng mà bếp tiêu thụ trong 30 ngày là:
A = P.t = 0,5.90 = 45kW.h
Tiền điện phải trả khi đó là: 45.700 =31500(đồng).
Bài 2: 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 200C. Hiệu suất của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước được coi là có ích.
a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K.
b) Tính nhiệt lượng mà ấm toả ra khi đó.
c) Tính thời gian đun sôi lượng nước trên.
Tóm tắt:
U=220V
P = 1000W
m = 2kg
t01= 200C
t02= 1000C
c = 4200J/kg.K
H = 90%
a) Qi=?
b) Q=?
c) t =?
Tiết 17: BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JUN- LEN- XƠ.
220V - 1000W
Giải:
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi 2kg nước từ 200C là:
Qi= cm(t02 – t01) = 4200.2(100 - 20) = 672000J
b) Nhiệt lượng mà ấm toả ra khi đó là:
Q =(Qi: H).100 =(67200:90).100 = 746700J
c) Thời gian đun sôi lượng nước đã cho là:
t =(Q:P) =(746700:1000) = 747s

Bài 3: Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới một gia đình có chiều dài tổng cộng là 40m và có lõi bằng đồng với tiết diện là 0,5mm2. Hiệu điện thế ở cuối đường dây (tại nhà) là 220V. Gia đình này sử dụng các dụng cụ điện có tổng công suất là 165W trung bình 3 giờ mỗi ngày. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8 m
a) tính điện trở của toàn bộ đường đây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình.
b) Tính cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây.
c) Tính nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h.
Tiết 17: BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JUN- LEN- XƠ.
Tóm tắt:
l = 40m
S = 0,5mm2 = 0,5.10-6m2
U = 220V
P =165W

t =3.30= 90h
R =?
I =?
Q =?
Giải:
Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới nhà:


b) Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn khi sử dụng công suất đã cho:
I =(P:U) =(165:220) =0,75A
c) Nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn trong 30 ngày:
Q =I2Rt = 0,752.1,36.90 = 68,85W.h =0,07kW.h

Tóm tắt:
R =176
U = 220V
t = 30 phút = 1800s
Q =? Theo đơn vị Jun và đơn vị calo.
Bài 16-17.5. SBT.Tr: 23.
Một dây dẫn có điện trở 176 được mắc vào hiệu điện thế 220V. Tính nhiệt lượng do dây toả ra trong 30 phút theo đơn vị Jun và đơn vị calo.
Tiết 17: BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JUN- LEN- XƠ.
Giải:
Cách 1: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn:



Nhiệt lượng do dây dẫn toả ra trong 30 phút:
Q = I2Rt =1,252.176.1800=495000(J)
= 0,24.I2Rt =0,24.495000 =118800(Cal)
Cách 2: Nhiệt lượng do day dẫn toả ra trong 30 phút:



= 0,24.I2Rt =0,24.495000 =118800(Cal)
Qua bài học hôm nay các em cần lưu ý các vấn đề gì?

Cần lưu ý:
* Khi tính nhiệt lượng dụng cụ điện cần cung cấp để đun sôi nước được tính theo công thức:
Q = cm(t2- t1) (Nhiệt lượng này được coi là nhiệt lượng có ích).
* Khi tính nhiệt lượng dụng cụ điện toả ra được tính theo công thức:
Q = I2Rt (Nhiệt lượng này được coi là nhiệt lượng toàn phần).
* Hiệu suất được tính theo công thức:


* Khi tính nhiệt lượng toả ra theo đơn vị calo:
Q = 0,24.I2Rt
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ:
* Học thuộc các công thức liên quan đến bài tập về định luật Jun- Len- Xơ.
* Xem lại những bài tập đã chữa.
* Bài tập về nhà: 16- 17.3, 16-17.4, 16-17.6, SBT- Tr: 23.
* Hướng dẫn bài: 16- 17.4. SBT- Tr:23.
Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, một dây bằng nikêlin dài 1m có tiết diện 1mm2 và dây kia bằn sắt dài 2m có tiết diện 0,5mm2. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này trong cùng một thì gian thì dây nào toả ra nhiều nhiệt lượng hơn? Vì sao? Biết điện trở suất của nikêlin là 0,40.10-6 m và điện trở suất của sắt là 12,0.10-8 m.
Hướng dẫn:
Ta có: Q1 = I2R1t,

Q2 = I2R2t,

Ta thấy R2> R1 mà I, t không đổi do đó Q2> Q1.

* Hướng dẫn bài: 16-17.6.SBT.Tr: 23.
Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua bếp có cường độ 3A. Dùng bếp này thì đun sôi được 2l nước từ nhiệt độ ban đầu 200C trong thời gian 20 phút. Tính hiệu suất của bếp điện, biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K.
Hướng dẫn:
Nhiệt lượng bếp cần cung cấp để đun sôi nước:
Q1= cm(t02- t01)
Nhiệt lượng bếp toả ra trong 20 phút:
Q2= I2Rt
Hiệu suất của bếp: