Bài giảng Vật lý 9 - Tiết 19, Bài 16: Định luật Jun - Lenxơ

KIỂM TRA BÀI 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: U đo bằng vôn (V) I đo bằng ampe (A) t đo bằng giây (s) A đo bằng jun (J) Áp dụng: Cho bóng đèn loại 6V-3W được sử dụng ở hiệu điện thế 6V trong thời gian 10 phút. Tính điện năng tiêu thụ của bóng đèn . = 3W.600s = 1800J 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 ? Tiết 19 – 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: Các dụng cụ điện nào trên đây biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng ? - Đèn com păc, đèn dây tóc, đèn LED… 2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng: - Máy bơm nước, máy khoan, máy xay sinh tố, quạt điện… 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 ? Mỏ hàn, bàn là, nồi cơm điện, bếp điện, ấm điện… Tiết 19 - 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: - Đèn com păc, đèn dây tóc, đèn LED… 2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng: - Máy bơm nước, máy khoan, máy xay sinh tố, quạt điện… Mỏ hàn, bàn là, nồi cơm điện, bếp điện, ấm điện… 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 đồng.( xem bảng 1 trang 26 SGK ) Bộ phận chính của các dụng cụ này là một đoạn dây dẫn bằng hợp kim có điện trở suất lớn (nikêlin hoặc constantan) Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn của các dụng cụ này phụ thuộc vào những yếu tố nào ? II/ Định luật Jun – Len-xơ: Tiết 19 - Bài 16 ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ I/ Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng: 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 Hãy chứng minh Q = I2Rt Ta có A = P t Mà P = I2R Suy ra A = I2Rt Vậy 1- Hệ thức định luật: Q = I2Rt 2- Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra: Q = I2Rt Tiết 19 - 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 = I2 R t 2- Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra: Hình 16.1 Mục đích của thí nghiệm là gì ? Em hãy mô tả thí nghiệm và nêu tác dụng của các dụng cụ điện có trong thí nghiệm ? 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 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. Các nhóm mới C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh. 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 Giải C1: A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8 640J C2: Nhiệt lượng nước nhận được là: Q1 = c1m1 t0 = 4200. 0,2. 9,5 = 7980J Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là: Q2 = c2m2 t0 = 4200. 0,078.9,5 =652,08J Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là: Q = Q1 + Q2 = 8 632,08J   Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì : Ta thấy Q  A Q = A Tiết 19 - 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: 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 3- Phát biểu định luật: Tiết 19 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: 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 ? C5: 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 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 SGK trang 45 (Các nhóm thảo luận và giải trên bảng phụ) Tiết 19 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-1000W) U = 220V m = 2kg t1 = 200C , t2 = 1000C c = 4 200J/ kg.K t = ? Gỉai Ta có : A = Q Hay P t = cm( t02 – t01 ) Suy ra: t = cm( t02 – t01 ) P = 4 200.2.80 1000 = 672s (11 phút 12 giây) NHỚ NHANH VIẾT NHANH 1/ Định luật Jun – Len-xơ cho biết điện năng biến đổi thành: C. Cơ năng D. Hóa năng A. Năng lượng ánh sáng B. Nhiệt năng 2/ Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun – Len-xơ: C. Q = IRt D. Q = IR2t A. Q = I2Rt B. Q = I2R2t 3/ Nếu Q tính bằng calo thì biểu thức nào là của định luật Jun – Len-xơ : C. Q = I2Rt D. Q = 0,24I2Rt A. Q = IR2t B. Q = 0,42IR2t 4/ Chọn phép biến đổi đúng: C. 1J = 4,18cal D. 1cal = 4,18J A. 1J = 0,42cal B. 1cal = 0,24J Chọn đáp án đúng trả lời vào giấy *** 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