định luật jun len xơ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (622.02 KB, 19 trang )

PHỊNG GD – ĐT HUYỆN TRẦN VĂN THỜI
TRƯỜNG THCS TT TRẦN VĂN THỜI
LỚP 9A1
Giáo viên thực hiện: Vũ Phi Thủy

KIỂM TRA BÀI CŨ
? Em hãy cho biết điện năng có thể biến đổi
? Em hãy cho biết điện năng có thể biến đổi
thành những dạng năng lượng nào? Cho ví
thành những dạng năng lượng nào? Cho ví
dụ.
dụ.
TL: Điện năng có thể biến đổi thành các
dạng năng lượng như: Cơ năng, nhiệt năng,
quang năng
Ví dụ: Quạt điện khi hoạt động đã biến đổi
điện năng cơ năng. Bàn là điện đã biến đổi
điện năng thành nhiệt năng

Bếp điện
Bếp điện
Nồi cơm điện
Nồi cơm điện
Đèn sợi đốt
Đèn sợi đốt
Máy sấy tóc
Bàn là
Máy khoan
Máy bơm nước
Mỏ hàn

Như các em đã biết dòng điện chạy qua vật
dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt. Vậy nhiệt
lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố
nào? Tại sao với cùng 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?
Vậy để giải quyết vấn đền trên thầy trò
Vậy để giải quyết vấn đền trên thầy trò
ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay.
ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay.

BAØI 16

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT
NĂNG.
1/ Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
–
Hãy kể tên ba dụng cụ điện biến đổi một phần điện
năng thành nhiệt năng và một phần thành năng
lượng ánh sáng?
Đèn sợi đốt; Đèn LED; Đèn bút thử điện
–
Hãy kể tên ba dụng cụ điện biến đổi một phần điện
năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?
Máy bơm nước; Máy sấy tóc; Quạt điện

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ

I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH
NHIỆT NĂNG.
1/ Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
2/ Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
– Hãy kể tên một số dụng cụ điện có thể biến đổi toàn
bộ điện năng thành nhiệt năng?
Bàn là điện; Nồi cơm điện; Bếp điện; Mỏ hàn
– Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim
này với các dây dẫn bằng đồng ?
m
Nikêlin
Ω=
−6
10.40,0
ρ
m
đ
Ω=
−8
10.7,1
ρ
m
Cons
Ω=
−6
tantan
10.50,0
ρ
<

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH
NHIỆT NĂNG.
II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
1/ Hệ thức định luật.
Hãy viết công thức tính điện năng tiêu thụ
trên dây dẫn có điện trở R, dòng điện chạy qua
dây dẫn là I trong thời gian t?
RtIUItA
2
==

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT
NĂNG.
II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
1/ Hệ thức định luật.
– Nếu nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn là Q, và điện
năng tiêu thụ trên dây dẫn chuyển hóa hoàn toàn
thành nhiệt năng theo định luật bảo toàn và chuyển
hóa năng lượng, thì Q liên hệ gì với A?
Q = A
– Vậy nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng
điện chạy qua được tính như thế nào?
RtIQ
2
=

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT

NĂNG.
II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
1/ Hệ thức định luật.
2/ Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra.

RtIQ
2
=
A
V
Mục đích của thí nghiệm là gì ?
Kiểm tra hệ thức định luật Jun
– Lenxơ.
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 = 300s ; ∆t = 9,5
0
C
I = 2,4A ; R = 5Ω
m
1
= 200g = 0,2kg
m
2
= 78g = 0,078kg
c
1
= 42 000J/kg.K
c
2
= 880J/kg.K

Phiếu học tập nhóM
( Thời gian 5 phút )
C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở là:

C2: Nhiệt l ợng n ớc nhận đ ợc là:

Nhiệt l ợng bình nhôm nhận đ ợc là:

Nhiệt l ợng n ớc và bình nhôm nhận đ ợc là:

A = I

2
Rt = (2,4)
2
.5.300 = 8640(J)
Q
1
= c
1
m
1
t
0
= 4200.0,2.9,5 = 7980 (J)
Q
2
= c
2
m
2
t
0
= 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
Q = Q
1
+ Q
2
= 7980 + 652,08 = 8632,08 (J)

Giải
C1: A = I

2
Rt = (2,4)
2
.5.300 = 8 640 (J)
C2: Nhiệt lượng nước nhận được là:
Q
1
= c
1
m
1
t
0
= 4 200. 0,2. 9,5 = 7980 (J)
Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là:
Q
2
= c
2
m
2
t
0
= 880. 0,078. 9,5 = 652,08 (J)
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:
Q = Q
1
+ Q
2
= 8 632,08 (J)

∆
∆
C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý
rằng có một nhiệt lượng truyền ra môi trường
xung quanh.
C3: Ta thấy: Q
≈
A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi
trường xung quanh thì
Q = A

•
Mối quan hệ giữa Q, I, R và t đã được hai nhà vật lí học
người Anh J.P.Jun và người Nga H.Lenxơ đã độc lập
tìm ra bằng những thực nghiệm và được phát biểu
thành định luật mang tên hai ông đó là: Định luật Jun-
Lenxơ
J.P. JOULE H.LENZ
(1818-1889) (1804 -1865)

3/ Phát biểu định luật.
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.
Hệ thức định luật Jun – Lenxơ:
RtIQ
2
=

Trong đó:
I: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A)
R: Điện trở của dây dẫn (Ω)
t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)
Q: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)
* Lưu ý: Nếu đo nhiệt lượng Q bằng calo thì hệ thức
định luật Jun – Lenxơ là: Q = 0,24I
2
Rt

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ
I/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT
NĂNG.
II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ.
III/ VẬN DỤNG.
C4: Hãy giải thích điều nêu ra ở trong phần mở
đầu của bài: Tại sao với cùng một dòng điện chạy
qua thì dây tóc đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn
dây nối với bóng đèn thì hầu như không nóng
lên.
C4: Dòng điện chạy qua dây tóc đèn và dây nối có cùng
cường độ vì chúng được mắc nối tiếp với nhau. Theo định
luật Jun – Len xơ, nhiệt lượng toả ra ở dây tóc và dây nối
tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớn
nên nhiệt lượng 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 ra môi trường
xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên ( có
nhiệt độ gần như bằng nhiệt độ của môi trường).
C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử

dụng với hiệu điện thế 220V để đun 2 lít nước từ
nhiệt độ ban đầu 20
0
C. Bỏ qua nhiệt lượng làm
nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường,
tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung
riêng của nước là 4 200J/ kg.K
Tóm tắt:
U = 220V
P = 1000W
m = 2kg
t
0
1
= 20
0
C
t
0
2
= 100
0
C
C = 4200J/kg.K
t = ?
Giải:
Theo định luật bảo toàn năng lượng:
Ta có : A = Q
Hay: P t = Cm( t
0

2
– t
0
1
)
( )
( )
( )
s
ttCm
t 672
1000
20100.2.4200
0
1
0
2
=
−
=
−
=⇒
P
Đáp số : t = 672s = 11 phút 12 giây

Bài tâp trắc nghiệm
Bài 1 :Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định
luật Jun Len xơ ?
Bài 2: Nếu Q tính bằng calo thì phải dùng biểu thức nào trong
các biểu thức sau đây?

Bài 3 Định luật Jun- Len xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
A. Cơ năng C. Hoá năng
B. Năng l ợng ánh sáng D. Nhiệt năng
Em hãy chọn câu trả lời đúng.
A. Q = I
2
R t C. Q = I R
2
t
B. Q = I R t D.Q =I
2
R
2
t
A. Q = U I t C. Q = 0,24 .I
2
R t
B. Q = I R
2
t D.Q = 0,42 .I
2
R t

Công việc về nhà
– Học thuộc nội dung định luật JUN LENXơ
và Hệ thức của định luật
– Làm bài tập 16.1 > 16.4 SBT
– Chuẩn bị bài 17

Như các em đã biết dòng điện chạy qua vậtdẫn thường gây ra tác dụng nhiệt. Vậy nhiệtlượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tốnào? Tại sao với cùng dòng điện chạy qua thìdây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ caocòn dây nối với bóng đèn hầu như khôngnóng?Vậy để giải quyết vấn đền trên thầy tròVậy để giải quyết vấn đền trên thầy tròta cùng nghiên cứu bài học hôm nay.ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay.BAØI 16BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠI/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆTNĂNG.1/ Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.Hãy kể tên ba dụng cụ điện biến đổi một phần điệnnăng thành nhiệt năng và một phần thành nănglượng ánh sáng?Đèn sợi đốt; Đèn LED; Đèn bút thử điệnHãy kể tên ba dụng cụ điện biến đổi một phần điệnnăng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?Máy bơm nước; Máy sấy tóc; Quạt điệnBÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠI/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNHNHIỆT NĂNG.1/ Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.2/ Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.- Hãy kể tên một số dụng cụ điện có thể biến đổi toànbộ điện năng thành nhiệt năng?Bàn là điện; Nồi cơm điện; Bếp điện; Mỏ hàn- Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kimnày với các dây dẫn bằng đồng ?NikêlinΩ=−610.40,0Ω=−810.7,1ConsΩ=−6tantan10.50,0BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠI/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNHNHIỆT NĂNG.II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ1/ Hệ thức định luật.Hãy viết công thức tính điện năng tiêu thụtrên dây dẫn có điện trở R, dòng điện chạy quadây dẫn là I trong thời gian t?RtIUItA==BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠI/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆTNĂNG.II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ1/ Hệ thức định luật.- Nếu nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn là Q, và điệnnăng tiêu thụ trên dây dẫn chuyển hóa hoàn toànthành nhiệt năng theo định luật bảo toàn và chuyểnhóa năng lượng, thì Q liên hệ gì với A?Q = A- Vậy nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòngđiện chạy qua được tính như thế nào?RtIQBÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠI/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆTNĂNG.II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ1/ Hệ thức định luật.2/ Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra.RtIQMục đích của thí nghiệm là gì ?Kiểm tra hệ thức định luật Jun– Lenxơ.Em hãy mô tả thí nghiệm vànêu tác dụng của các dụng cụđiện có trong thí nghiệm ?45 15306010202540355055t = 300s ; ∆t = 9,5I = 2,4A ; R = 5Ω= 200g = 0,2kg= 78g = 0,078kg= 42 000J/kg.K= 880J/kg.KPhiếu học tập nhóM( Thời gian 5 phút )C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở là:C2: Nhiệt l ợng n ớc nhận đ ợc là:Nhiệt l ợng bình nhôm nhận đ ợc là:Nhiệt l ợng n ớc và bình nhôm nhận đ ợc là:A = IRt = (2,4).5.300 = 8640(J)= c= 4200.0,2.9,5 = 7980 (J)= c= 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)Q = Q+ Q= 7980 + 652,08 = 8632,08 (J)GiảiC1: A = IRt = (2,4).5.300 = 8 640 (J)C2: Nhiệt lượng nước nhận được là:= c= 4 200. 0,2. 9,5 = 7980 (J)Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là:= c= 880. 0,078. 9,5 = 652,08 (J)Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:Q = Q+ Q= 8 632,08 (J)C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ýrằng có một nhiệt lượng truyền ra môi trườngxung quanh.C3: Ta thấy: QNếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môitrường xung quanh thìQ = AMối quan hệ giữa Q, I, R và t đã được hai nhà vật lí họcngười Anh J.P.Jun và người Nga H.Lenxơ đã độc lậptìm ra bằng những thực nghiệm và được phát biểuthành định luật mang tên hai ông đó là: Định luật Jun-LenxơJ.P. JOULE H.LENZ(1818-1889) (1804 -1865)3/ Phát biểu định luật.Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điệnchạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độdòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời giandòng điện chạy qua.Hệ thức định luật Jun – Lenxơ:RtIQTrong đó:I: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A)R: Điện trở của dây dẫn (Ω)t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)Q: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)* Lưu ý: Nếu đo nhiệt lượng Q bằng calo thì hệ thứcđịnh luật Jun – Lenxơ là: Q = 0,24IRtBÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠI/ TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆTNĂNG.II/ ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ.III/ VẬN DỤNG.C4: Hãy giải thích điều nêu ra ở trong phần mởđầu của bài: Tại sao với cùng một dòng điện chạyqua thì dây tóc đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còndây nối với bóng đèn thì hầu như không nónglên.C4: Dòng điện chạy qua dây tóc đèn và dây nối có cùngcường độ vì chúng được mắc nối tiếp với nhau. Theo địnhluật Jun – Len xơ, nhiệt lượng toả ra ở dây tóc và dây nốitỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớnnên nhiệt lượng toả ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên tớinhiệt độ cao và phát sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nênnhiệt lượng toả ra ít và truyền phần lớn ra môi trườngxung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên ( cónhiệt độ gần như bằng nhiệt độ của môi trường).C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sửdụng với hiệu điện thế 220V để đun 2 lít nước từnhiệt độ ban đầu 20C. Bỏ qua nhiệt lượng làmnóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường,tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dungriêng của nước là 4 200J/ kg.KTóm tắt:U = 220VP = 1000Wm = 2kg= 20= 100C = 4200J/kg.Kt = ?Giải:Theo định luật bảo toàn năng lượng:Ta có : A = QHay: P t = Cm( t– t( )( )( )ttCmt 672100020100.2.4200=⇒Đáp số : t = 672s = 11 phút 12 giâyBài tâp trắc nghiệmBài 1 :Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của địnhluật Jun Len xơ ?Bài 2: Nếu Q tính bằng calo thì phải dùng biểu thức nào trongcác biểu thức sau đây?Bài 3 Định luật Jun- Len xơ cho biết điện năng biến đổi thành:A. Cơ năng C. Hoá năngB. Năng l ợng ánh sáng D. Nhiệt năngEm hãy chọn câu trả lời đúng.A. Q = IR t C. Q = I RB. Q = I R t D.Q =IA. Q = U I t C. Q = 0,24 .IR tB. Q = I Rt D.Q = 0,42 .IR tCông việc về nhà- Học thuộc nội dung định luật JUN LENXơvà Hệ thức của định luật- Làm bài tập 16.1 > 16.4 SBT- Chuẩn bị bài 17