Bài giảng Vật lý 9 - Bài 16: Định luật Jun - Lenxơ

 BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng 1.Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng a)Trong số các thiết bị hay dụng cụ sau, thiết bị hay dụng cụ nào biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng ? - Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng ? Bóng đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compác … b)Trong số các thiết bị hay dụng cụ sau, thiết bị hay dụng cụ nào biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng? - Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng - Máy bơm nước, máy khoan, quạt điện … BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ 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 - Trong số các thiết bị hay dụng cụ sau, thiết bị hay dụng cụ nào biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng. - Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng: + Máy tắm nước nóng, nồi cơm điện, bàn ủi điện, ấm điện… + Bộ phận chính của các dụng cụ này là một 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 đồng? 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 : 2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra : Q = I2Rt I : cường độ dòng điện (A) R : điện trở (  ) t : thời gian (s) Q : nhiệt lượng (J) 45 15 30 60 A V K 5 10 20 25 40 35 50 55 I = 2,4A ; R = 5Ω 2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra : C1 : Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở:  A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640(J) C2 : Nhiệt lượng Q1 do nước nhận được : Q1 = c1m1t0 = 4200.0,2.9,5 = 7 980 (J) Nhiệt lượng Q2 do bình nhôm nhận được : Q2 = c2m2t0 = 880.0,078.9,5 = 652,1 (J) Nhiệt lượng Q do cả bình và nước nhận được: Q = Q1+ Q2 = 7 980 + 652,1 = 8 632,1 (J) Ta thấy A  Q Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì A = Q 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 : 2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra : 3. Phát biểu định luật : Q = I2Rt Nhiệt lượng toả 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. - Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Jun - Lenxơ Q = 0,24I2Rt 1J= 0,24cal 1cal= 4,2J 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 : 2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra : 3. Phát biểu định luật : Q = I2Rt Nhiệt lượng toả 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. * GDBVMT Đối với các thiết bị đốt nóng như bàn là, bếp điện, ấm điện… toả nhiệt là có ích, như một số thiết bị điện như động cơ điện và các thiết bị điện tử gia dụng toả nhiệt là vô ích. Để tiết kiệm điện năng cần giảm sự toả nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở nội, sử dụng dây dẫn có điện trở nhỏ => tiết kiệm được năng lượng BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng II/ Định luật Jun - Len-xơ: III. Vận dụng C4: … C4: Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng mắc nối tiếp. Theo định luật Jun - Len-xơ thì Q R, dây tóc có R lớn nên Q 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 cho môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên ( có nhiệt độ gần như bằng nhiệt độ môi trường). BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng II/ Định luật Jun - Len-xơ: III. Vận dụng C4: … C5: … Thời gian đun sôi nước là : C5: Theo định luật bảo toàn năng lượng: A = Q CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT Tuỳ theo vật liệu và tiết diện dây dẫn mà các dây dẫn chỉ chịu được những dòng điện có cường độ nhất định. Quá mức đó, theo định luật Jun – Len-xơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm cháy vỏ bọc và gây hoả hoạn. Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ dùng điện, khi có sự cố, cường độ dòng điện tăng quá mức cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch tự động, tránh được tổn thất. Vì thế, dây chì và dây dẫn điện phải có tiết diện được tính toán phù hợp với cường độ dòng điện định mức. Hướng dẫn về nhà - Học lại nội dung bài học - Chuẩn bị bài 17 cho tiết học sau - Làm bài tập 16-17.1, 16-17.2, 16-17.3