Kiểm tra bài cũ
Câu hỏi: Viết công thức tính công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch. Ghi chú đơn vị đo của từng đại lượng.
Trả lời: A =
P ?
P
P
P
t = UIt
U đo bằng vôn (V)
I đo bằng ampe (A)
t đo bằng giây (s)
A đo bằng jun (J)
Dòng điện chạy qua vật dẫn gây ra tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào? Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn thì hầu như không nóng lên? Để hiểu rõ điều này hôm nay các em nghiên cứu bài: Định luật Jun- Lenxơ.
Các dụng cụ điện nào trên đây biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng?
Các dụng cụ điện nào trên đây biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?
Các dụng cụ điện nào trên đây biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng?
Các dụng cụ này có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan.
Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng dồng. (xem bảng 1 trang 26 SGK)
II. Định luật Jun - Len-xơ:
Gọi A là điện năng tiêu thụ của đoạn mạch có điện trở R, Q là nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R. Khi toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng thì A quan hệ thế nào với Q ?
A = Q
Ta có A =
P
t
Mà
P
= I2R
Suy ra A = I2Rt
Vậy Q = I2Rt
1. Hệ thức định luật:
II. Định luật Jun - Len-xơ:
Gọi A là điện năng tiêu thụ của đoạn mạch có điện trở R, Q là nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R. Khi toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng thì A quan hệ thế nào với Q ?
A = Q
Ta có A =
P
t
Mà
P
= I2R
Suy ra A = I2Rt
Vậy Q = I2Rt
1. Hệ thức định luật:
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
II. Định luật Jun - Len-xơ:
1. Hệ thức định luật:
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
Hình 16.1
Em hãy nêu các dụng cụ v� tác dụng của các dụng cụ điện có trong thí nghiệm?
Cho biết
m1 = 200g = 0,2kg m2 = 78g = 0,78kg I = 2,4 A R = 5
?
t = 300s
?
t0 = 9,50C
c1 = 4200 J/kg.K c2 = 880 J/kg.K
Nhóm 1 - 2: C1: Tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
Nhóm 3 - 4: C2:Tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
Hình 16.1
Cho biết
m1 = 200g = 0,2kg m2 = 78g = 0,078kg I = 2,4 A R = 5
?
t = 300s
?
t0 = 9,50C
c1 = 4200 J/kg.K c2 = 880 J/kg.K
Hình 16.1
Giải
C1: A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8 640J
C2: Nhiệt lượng nước nhận được là: Q1 = c1m1 t0 = 4 200. 0,2. 9,5 = 7980J
Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là: Q2 = c2m2 t0 = 4 200. 0,078. 9,5 = 652,08J
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là: Q = Q1 + Q2 = 8 632,08J
?
?
C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.
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 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.
J.P.Jun
H.Len-xơ
ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng:
II. Định luật Jun - Len-xơ:
1. Hệ thức định luật:
Q = I2Rt
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
3. Phát biểu định luật:
(SGK trang 45)
J.P.Jun
H.Len-xơ
Nhiệt lượng toả ra ở đầu 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.
ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng:
II. Định luật Jun - Len-xơ:
1. Hệ thức định luật:
Q = I2Rt
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
3. Phát biểu định luật:
III. Vận dụng:
C4: Tại sao với cùng một 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 lên?
(SGK trang 45)
III. Vận dụng:
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 200C. 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
Hoạt động nhóm
Đáp án
P
t = cm(t02 - t01)
Vậy thời gian đun sôi nước là:
Suy ra: t =
cm( t02 - t01 )
P
=
4 200.2.80
1 000
= 672 (s)
11 phút 12 giây
Ta có : A = Q
Hay :
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
1. Định luật Jun - Len-xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
A. Cơ năng C. Hóa năng
B. Năng lượng ánh sáng D. Nhiệt năng
2. Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun - Len-xơ:
A. Q = IRt C. Q = IR2t
B. Q = I2Rt D. Q = I2R2t
3. Nếu Q tính bằng calo thì biểu thức nào là của định luật Jun - Len-xơ:
A. Q = I2Rt C. Q = 0,24I2Rt
B. Q = IR2t D. Q = 0,42IR2t
CÔNG VIỆC VỀ NHÀ
* Học kỹ bài
** Đọc có thể em chưa biết.
*** Làm bài tập 1-2-3-4-5-6 trang 23 SBT
**** Tham khảo bài 17/47 SGK
TIẾT HỌC KẾT THÚC
Tiết 16 Bài 16
ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng:
II. Định luật Jun - Len-xơ:
1. Hệ thức định luật:
Q = I2Rt
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
Q = I2Rt
3. Phát biểu định luật:
trong đó: I đo bằng ampe (A)
?)
t đo bằng giây (s)
thì Q đo bằng jun (J)
Nếu đo nhiệt lượng bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Jun - Len-xơ là:
R đo bằng ôm (
Q = 0,24I2Rt
III. Vận dụng:
Cho biết
SGK trang 45
Ấm điện (220V-1.000 W)
U = 220V
m = 2kg
t1 = 200C
c = 4 200J/ kg.K
t = ?
Giải
Ta có : A = Q
Hay
P
t = cm( t02 - t01 )
Suy ra: t =
cm( t02 - t01 )
P
=
4 200.2.80
1 000
= 672s
(11 phút 12 giây)