Bài giảng Vật lý 9 - Hồ Thị Thu Hà - Bài 16: Định luận Jun Lenxơ

GV gi¶ng d¹y: Hồ Thị Thu Hà Tr­êng: THCS Nghi Kiều Caâu 2: Vieát coâng thöùc tính coâng cuûa doøng ñieän saûn ra trong moät ñoaïn maïch. Ghi ñôn vò ño cuûa töøng ñaïi löôïng? A= P.t = U.I.t Trong đó: 	U: ño baèng voân (V) 	I: ño baèng ampe (A) 	t: ño baèng giaây (s) 	A: ño baèng jun (J) Caâu 1: Ñieän naêng coù theå bieán ñoåi thaønh caùc daïng naêng löôïng naøo? Cho ví duï? Ñieän naêng coù theå bieán ñoåi thaønh caùc daïng naêng löôïng nhö: Nhieät naêng, quang naêng, cô naêng... Ví duï: Baøn laø, noài côm ñieän, Ñeøn sôïi ñoát, ñeøn led, maùy bôm nöôùc, quat điện... KIEÅM TRA BAØI CUÕ 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 ? - Hoạt động nhóm( 5 phút) Nhóm 1 : 1) Hãy chỉ ra các dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng? Nhóm 2 : 2) Hãy chỉ ra các dụng cụ điện biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng? Nhóm 3 : 3) Hãy chỉ ra các dụng cụ điện có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng. Nhóm 1 : Đèn compact; đèn tuýp; đèn led; đèn sợi đốt… Nhóm 3 : Mỏ hàn điện; bàn là; nồi cơm điện; ấm điện… Nhóm 2 : Quạt điện; máy bơm nước; máy khoan… Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng? => §iÖn trë suÊt cña c¸c d©y hîp kim lín h¬n ®iÖn trë suÊt cña d©y ®ång nhiÒu lÇn Bé phËn chÝnh cña c¸c dông cô ®iÖn biÕn ®æi hoµn toµn ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng lµ ®o¹n d©y dÉn b»ng hîp kim nikªlin hoÆc constantan nikªlin = 0,4.10-6 m constantan = 0,5.10-6 m ®ång = 1,7.10-8 m => §iÖn trë cña c¸c d©y hîp kim rÊt lín ? XÐt mét ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë R, c­êng ®é dßng ®iÖn I ch¹y qua m¹ch, trong thêi gian t §iÖn n¨ng tiªu thô cña ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë R: A = I2Rt A = Q =>NhiÖt l­îng táa ra trªn d©y dÉn cã ®iÖn trë R: Q = I2Rt X¸c ®Þnh ®iÖn n¨ng tiªu thô cña ®o¹n m¹ch? NÕu ®iÖn n¨ng chuyÓn hãa hoµn toµn thµnh nhiÖt n¨ng, cã nhËn xÐt g× vÒ nhiÖt l­îng Q táa ra trªn R so víi ®iÖn n¨ng tiªu thô A cña ®o¹n m¹ch? 2. Xö lÝ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm kiÓm tra t = 300s ; t = 9,50C m1 = 200g= 0,2kg m2 = 78g = 0,078kg c1 = 42 00 J/kg.K c2 = 880 J /kg.K I = 2,4A ; R = 5Ω C1 . A=? C3. So s¸nh A vµ Q C2 . Q=? * 45 15 30 60 A V K 5 10 20 25 40 35 50 55 250C 34,50C + _ MÔ PHỎNG THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ t = 300s I = 2,4A ; R = 5Ω m1 = 200g c2 = 880J/kg.K c1 = 4 200J/kg.K t0= 9,50C m2 = 78g t = 300s I = 2,4A R = 5Ω m1 = 200g c2 = 880J/kg.K a) A = ? (J) b) Q = ? (J) c) So sánh Q và A ? c1 = 4 200J/kg.K m2 = 78g t0= 9,5oC C1 C2 §iÖn n¨ng A cña dßng ®iÖn ch¹y qua d©y ®iÖn trë: A = I2Rt =(2,4)2.5.300 = 8 640(J) NhiÖt l­îng n­íc nhËn ®­îc : Q1=m1c1to= 0,2. 4 200. 9,5 = 7 980 (J) NhiÖt l­îng b×nh nh«m nhËn ®­îc : Q2=m2c2to= 0,078. 880. 9,5 = 652,08(J) NhiÖt l­îng n­íc vµ b×nh nh«m nhËn ®­îc : Q = Q1 + Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08 (J) = 0,2kg = 0,078kg C3 H·y so s¸nh A víi Q vµ nªu nhËn xÐt, l­u ý r»ng cã mét phÇn nhá nhiÖt l­îng truyÒn ra m«i tr­êng xung quanh Ta thÊy Q  A NhËn xÐt: NÕu tÝnh c¶ phÇn nhá nhiÖt l­îng truyÒn ra m«i tr­êng xung quanh th× : Q = A= I2Rt III. Định luật Jun-Len xơ Q = I2Rt Q = 0,24I2Rt (cal) 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. I: cường độ dòng điện (A) t: thời gian dòng điện chạy qua (s) Q: nhiệt lượng tỏa ra trên dây (J) R: điện trở dây dẫn (A) 1J= 0,24cal; 1cal= 4,2J James Prescott Joule (1818-1889) Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865) Nhà vật lý người Anh Nhà vật lý người Nga Gi¶i: Theo ®Þnh luËt Jun – Lenx¬: Qdd=Idd2 .Rdd .t Qdt=Idt2 .Rdt .t Rdd nèi tiÕp Rdt - Idd = Idt , t nh­ nhau - dd tiÕt kiÖm ®­îc n¨ng l­îng Không nên sử dụng đèn sợi đốt trong chiếu sáng, vì … Hãy dùng đèn compact hay đèn Led … Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu là 200 C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra môi trường. Tính thời gian đun sôi nước, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K U = Uđm = 220V Pđm = 1000W C5 V = 2l to1 = 20oC to2 = 100oC c = 4 200J/kg.K t = ? Tóm tắt: Ta có: GIẢI:  P.t = m.c.(t02 – t01) A = Q U = Uđm = 220V Pđm = 1000W V = 2l => m = 2kg to1 = 20oC to2 = 100oC c = 4 200J/kg.K t = ? Tóm tắt: Vì U = Uđm => P = Pđm = 1000W Điện năng ấm sử dụng để đun nước: A = P t Nhiệt lượng ấm tỏa ra để đun sôi 2l nước: Q = mc(to2 – to1) => t = 672 (s) VËy thêi gian ®un s«i n­íc lµ 672s C5 Hướng dẫn học ở nhà *Đối với tiết học này: Học thật kĩ phần ghi nhớ Trả lời lại các C - Làm bài tập từ 16-17.1 → 16-17.5/ SBT Đọc phần “Có thể em chưa biết” *Đối với tiết học tiếp theo: Nghiên cứu trước bài: “Baøi taäp vaän duïng ñònh luaät Jun – Len-xô” + Nhôù laïi caùc böôùc giaûi baøi taäp. + Tìm heä thöùc lieân quan ñeå aùp duïng giaûi baøi taäp. Bài tập: Khối lượng nước m1 = 200g, được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2 = 78g và được đun nóng bằng dây điện trở. Cường độ dòng điện chạy trong mạch là I= 2,4A, kết hợp với số chỉ của vôn kế biết được điện trở của dây là R = 5 . Sau thời gian t = 300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng = 9,50C. Biết nhiệt dung riêng của nước là c1 = 4200J/kg.K và của nhôm là c2 = 880 J/kg.K a) Tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên. b) Tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó. m1= 200g I = 2,4A t = 300s c1 = 4200 J/kg.K c2 = 880 J/kg.K a) A = ? b) Q = ? Tóm tắt m2= 78g = 0,2kg = 0,078kg