Bài 18. Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q - I2 trong định luật Jun - Len-xơ

Tiết 20 : Thực hành: kiểm nghiệm mối quan hệ q ~ i2 trong định luật Jun - Len-xơ
Phòng GD&ĐT SA PA
Trường THCS Hầu Thào
Q ~ I2
Kiểm tra phần lý thuyết (chuẩn bị thực hành)
Trả lời câu hỏi của mẫu báo cáo thực hành
a) Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc đó biểu thị bằng hệ thức nào ?
b) Nhiệt lượng Q được dùng để đun nóng nước có khối lượng m1 và làm nóng cốc đựng nước có khối lượng m2 , khi nhiệt độ của cốc tăng từ t01 đến t02 . Nhiệt dung của nước là c1 và nhiệt dung riêng của chất làm cốc là c2 . Hệ thức nào biểu thị môí liên hệ giữa Q và các đại lượng m1 , m2 , c1 , c2 , t01 , t02 ?
Đó là hệ thức Q=(c1m1+c2m2)(t02-t01)
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào cường độ dòng điện, điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua. Sự phụ thuộc này biểu thị bằng hệ thức Q=I2Rt
Kiểm tra phần lý thuyết (chuẩn bị thực hành)
Trả lời câu hỏi của mẫu báo cáo thực hành
c) Nếu toàn bộ nhiệt lượng toả ra bởi dây dẫn điện trở R có dòng điện cường độ I chạy trong thời gian t được dùng để đun nóng nước và cốc trên đây thì độ tăng nhiệt độ
Khi đó độ tăng nhiệt độ liên hệ với cường độ dòng điện I bằng hệ thức:
liên hệ với cường độ dòng điện I bằng hệ thức nào?
I. Tự kiểm tra phần chuẩn bị
Đối với mỗi nhóm học sinh
1. Nguồn điện không đổi 12V-2A.
2. Ampe kế có giới hạn đo 2A và độ chia nhỏ nhất 0,1A.
3. Biến trở loại 20ôm - 2A
4. Nhiệt lượng kế 250ml, dây đốt có điện trở 6ôm bằng nicrom, que khuấy, nhiệt kế có phạm vi đo từ 150C tới 1000C và độ chia nhỏ nhất 10C
5. 170ml nước sạch (nước tinh khiết)
6. Đồng hồ bấm giây để đo thời gian có giới hạn đo 20 phút và độ chia nhỏ nhất 1 giây.
Chuẩn bị báo cáo thực hành theo mẫu đã dặn dò ở tiết trước.
7. Năm đoạn dây nối mỗi đoạn 40 cm
II. Nội dung thực hành
1. Đổ nước vào cốc đun, sao cho khi đậy nắp cốc thì toàn bộ dây đốt ngập hoàn toàn trong nước.
2. Lắp nhiệt kế qua nắp ở lỗ ở nắp cốc đun, điều chỉnh bầu nhiệt kế ngập trong nước và không chạm vào dây đốt cũng như không chạm vào đáy cốc.
II. Nội dung thực hành
1. Đổ nước vào cốc đun, sao cho khi đậy nắp cốc thì toàn bộ dây đốt ngập hoàn toàn trong nước.
2. Lắp nhiệt kế qua nắp ở lỗ ở nắp cốc đun, điều chỉnh bầu nhiệt kế ngập trong nước và không chạm vào dây đốt cũng như không chạm vào đáy cốc.
3. Đặt nhẹ nhàng cốc đun vào trong vỏ ngoài các điện của nhiệt lượng kế, kiểm tra để bảo đảm vị trí đúng của nhiệt kế.
II. Nội dung thực hành
4. Mắc dây đốt vào mạch điện như sơ đồ hình 18.1 SGK.
K
Đây là sơ đồ nguyên lý
5. Đóng công tắc điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ I1=0,6A. Dùng que khuấy nước nhẹ nhàng trong khoảng 1 phút. Sau đó bấm đồng hồ đo thời gian thì ngay khi đó đọc và ghi nhiệt độ ban đầu t01 vào bảng 1. Trong khi đun thường xuyên khuấy để nước có nhiệt độ đồng đều. Đun nước trong 7 phút, ngay cuối thời gian này đọc và ghi nhiệt độ t02 của nước vào bảng 1
II. Nội dung thực hành
6. Trong lần TN thứ hai, để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t01 ban như lần TN thứ nhất. Điều chỉnh biến trở để ampe kế có chỉ số I2=1,2A. Làm tương tự như trên, đo và ghi nhiệt độ ban đầu t01 , nhiệt độ cuối t02 của nước cùng với thời gian đun là 7 phút.
K
Đây là sơ đồ nguyên lý
7. Trong lần TN thứ ba, lại để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t01 ban đầu như lần TN thứ nhất. Điều chỉnh biến trở để ampe kế có số chỉ I3=1,8A. Làm tương tự như trên để xác định các nhiệt độ đầu t01 và cuối t02 của nước cùng trong thời gian đun là 7 phút.
II. Nội dung thực hành
K
Đây là sơ đồ nguyên lý
7. Trong lần TN thứ ba, lại để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t01 ban đầu như lần TN thứ nhất. Điều chỉnh biến trở để ampe kế có số chỉ I3=1,8A. Làm tương tự như trên để xác định các nhiệt độ đầu t01 và cuối t02 của nước cùng trong thời gian đun là 7 phút.
8. Thực hiện các công việc tiếp theo như yêu cầu của mẫu báo cáo.
Dừng máy cho các em thực hành
Sau khi các em thực hành xong, cả lớp cùng quan sát TN ảo.
Khác với thực hành vừa làm là có thể lấy chính xác trị số đo. (do tính toán theo lý thuyết vừa trình bày phần 1. Trả lời câu hỏi)
I2
Q
~
45
15
30
60
A
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 420s ; ?t01 = 1,1591536340C
I = 0.6A ; R = 6?
m1 = 170g = 0,170kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
Mô phỏng thí nghiệm trên lần thứ nhất:
250C
+
_
26,20C
Q1=907,2J
45
15
30
60
A
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 420s ; ?t02 = 4,6366145350C
I = 1,2A ; R = 6?
m1 = 170g = 0,170kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
250C
+
_
29,60C
Mô phỏng thí nghiệm trên lần thứ hai:
Q2=3628,8J
45
15
30
60
A
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 420s ; ?t03 = 10,43238270C
I = 1,8A ; R = 6?
m1 = 170g = 0,170kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
250C
+
_
35,40C
Mô phỏng thí nghiệm trên lần thứ ba:
Q3=8164,5J
2. Độ tăng nhiệt độ to khi nước đun nóng trong 7 phút với dòng điện có cường độ khác nhau chạy qua dây đốt
TÝnh tû sè vµ so s¸nh.
VËy nhiÖt l­îng Q to¶ ra trªn d©y dÉn tû lÖ thuËn víi b×nh ph­¬ng c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua nã.
So sánh gián tiếp
Ta cã thÓ so s¸nh trùc tiÕp nh­ sau:
Dặn dò
- Về nhà ôn tập lý thuyết chương 1 và đọc trước bài 21: "Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện"
Cám ơn các em!
Bài học kết thúc ở đây.