Bài 16: Định luật Joule - Lenz

VẬT LÝ LỚP 9 Phần I Điện Học GV : Tr n Th Kim Thúyầ ị THCS Quang Trung – Bảo Lộc  KIỂM TRA BÀI CŨ: KIỂM TRA BÀI CŨ:  Hỏi Hỏi : : Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào? nào?  Đáp Đáp : Điện năng có thể chuyển hóa thành : Điện năng có thể chuyển hóa thành Cơ năng (máy quạt, máy bơm nước…) Cơ năng (máy quạt, máy bơm nước…) Nhiệt năng (bàn là, bếp điện…) Nhiệt năng (bàn là, bếp điện…) Hóa năng (pin, acquy ) Hóa năng (pin, acquy ) Quang năng (thiết bị chiếu sáng )… Quang năng (thiết bị chiếu sáng )…  Dòng điện chạy qua các vật dẫn thường Dòng điện chạy qua các vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt, nhiệt lượng tỏa ra khi gây ra tác dụng nhiệt, nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào? đó phụ thuộc vào các yếu tố nào?  Vì sao v i cùng ớ Vì sao v i cùng ớ một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối tới bóng đèn thì đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối tới bóng đèn thì hầu như không nóng lên ? hầu như không nóng lên ?  H i ỏ H i ỏ :Nêu một số vật dẫn mà dòng điện qua chúng gây ra :Nêu một số vật dẫn mà dòng điện qua chúng gây ra tác dụng nhiệt? tác dụng nhiệt?  ápĐ ápĐ :Bàn là điện, bếp điện, nồi cơm điện, bóng đèn dây tóc… :Bàn là điện, bếp điện, nồi cơm điện, bóng đèn dây tóc… ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ I.TRƯỜNG HP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG 1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng: Đèn dây tóc, đèn LED, bút thử điện… Máy bơm nước, máy quạt, máy khoan điện… 2.Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng: Bàn là, bếp điện, mỏ hàn điện … a) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng ? b) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng? a)Hãy kể tên ba dụng cụ có thể biến đổi điện năng hoàn toàn thành nhiệt năng ?  Hỏi : Hỏi : b)Các dụng cụ b)Các dụng cụ biến đổi điện năng hoàn toàn thành biến đổi điện năng hoàn toàn thành nhiệt năng nhiệt năng có bộ phận chính là đoạn dây dẫn bằng có bộ phận chính là đoạn dây dẫn bằng hợp kim: Nikêlin hay constantan hãy so sánh điện trở hợp kim: Nikêlin hay constantan hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng? bằng đồng?  Đáp án : Đáp án : Dây hợp kim bằng Nikêlin hay constantan có điện trở Dây hợp kim bằng Nikêlin hay constantan có điện trở suất lớn suất lớn hơn rất nhiều so với điện trở suất của dây hơn rất nhiều so với điện trở suất của dây đồng. đồng. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ I.TRƯỜNG HP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG 1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng: Đèn dây tóc, đèn LED, bút thử điện… Máy bơm nước, máy quạt, máy khoan điện… 2.Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng: Bàn là, bếp điện, mỏ hàn điện II. ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ 1.Hệ thức của đònh luật : Q = I 2 Rt 2Xử lý kết quả của thí nghiệmkiểm tra : + Em hãy viết công thức tính điện năng tiêu thụ khi đặt vào 2 đầu dây dẫn một hiệu điện thế U, cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn đó trong thời gian t : • - ta có : U = IR • - thay vào(1) ⇒ A = I 2 Rt • - Theo đònh luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng ta có: A = Q • ⇒ Q = I 2 Rt • V y trong trường hợp ậ điện năng biến đổi thành nhiệt năng thì nhiệt lựơng tỏa ra ở dây dẫn có điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t tính bằng công thức bên A = UIt (1) 2. xử lý kết quả của thí nghiệm: Hs cho biết : làm thí nghiệm để kiểm tra điều gì? Trả lời : Kiểm tra hệ thức : Q = I 2 Rt Để kiểm tra điều đó thì người ta mắc mạch điện có sơ đồ hình 16.1 để làm thí nghi mệ Các em hãy đọc phần mô tả TN hình 16.1 SGK và các dữ kiện thu được từ TN kiểm tra - Gồm một dây điện trở R được làm bằng chất có điện trở suất lớn. - Ampe kế để đo cường độ dòng điện chạy qua điện trở R - Vôn kế để đo hiệu điện thế giữa hai đầu R - Nhiệt kế đo nhiệt độ của nước trước và sau khi đun m 1 = 200g = 0,2 kg m 2 = 0,078kg I = 2,4 A R = 5 Ω t = 300s ∆t 0 = 9,5 0 C C 1 = 4200 J/kg.ñoä C 2 = 880 J/kg.ñoä m 1 = 200g = 0,2 kg m 2 = 0,078kg, I = 2,4 A R = 5 Ω ; t = 300s ; ∆t 0 = 9,5 0 C C 1 = 4200 J/kg.độ C 2 = 880 J/kg.độ  C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên ?  C2: Tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.  C3 : Em hãy so sánh Q và A Cần lưu ý điều gì trong quá trình truyền nhiệt ?  C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên A =UIt=I 2 Rt=(2,4) 2 .2.300 = C2: Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó: Q 1 = c 1 m 1 ∆ t = 4200.0,2.9,5 = Q 2 = c 2 m 2 ∆ t =880.0,078.9,5= Q = Q1+ Q2 = 8632,08 J  C3: Q ≈ A. + Nếu bỏ qua phần nhiệt mất mát thì Q = A Vậy hệ thức Q = I 2 Rt là đúng Toàn bộ điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng 8640J 7980J 652,08J ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ II. ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ 1.Hệ thức của đònh luật : Q = I 2 Rt 2. Xử lý kết quả của thí nghiệm: A = Q 3. Phát biểu đònh luật : Nhiệt lượng tỏa ra ở một dây dẫn khi có dòng điện chạy qua ………………………………….với bình phương cường độ dòng điện, với ……………………của dây dẫn và …………… dòng điện chạy qua dây . Q = I 2 Rt Trong đó : Q : nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J) R : điện trở của dây dẫn (Ω) I : cường độ dòng điện (A) t : thời gian ( s) Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vò calo thì hệ thức của đònh luật Joule-Lenz là: Q = 0,24 I 2 Rt  Dựa vào hệ thức của đònh luật, em hãy phát biểu mối quan hệ giữa Q,I,R,t. tỉ lệ thuận điện trở th i gianờ  Hai nhà Vật lý học người Anh và Đức đã tìm ra đònh luật trên người ta đã lấy tên của hai ông để đặt tên cho đònh luật : Đònh luật Joule - Lenz  J.P. JOULE H.LENZ [...]...ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ III.VẬN DỤNG : C4: Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua (trong cùng thời gian) thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên? • Gợi ý:  Từ hệ thức của đònh luật Joule- Lenz : Q = I2Rt thì nhiệt lượng tỏa ra ở dây tóc đèn... = 672000 J Điện năng mà bếp tiêu thụ trong thơì gian t: A = Pt Theo đònh luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng ta có A = Q mà Q = mc(t2 –t1) Pt = mc(t2 –t1) = 2.4200.80 ⇒ t = mc∆t = P ⇒ 672000 1000 t = 672 s = 11ph 12 giây 1 Nêu hệ thức của đònh luật Joule- Lenz ? Q = I2Rt 3.Câu nào t biểu nào dưới nội dung của đònhg? t Joule- Lenz 2.Câu phádưới đây mang đây là không đún luậ Nhiệt lượng tỏa ra ở dây... hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua 4.Đònh luật Joule- Lenz cho biết điện năng biến đổi thành : A Cơ năng B Năng lượng ánh sáng C Hóa năng D Nhiệt năng Công việc về nhà : + Đọc phần có thể em chưa biết + Bài tập 16.3 đến 16.6 ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ I.TRƯỜNG HP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG 1 Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt... nhiệt năng: Đèn dây tóc, đèn LED, bút thử điện… 2.Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng: Máy bơm nước, máy quạt, máy khoan điện… II ĐỊNH LUẬT JOULE- LENZ • 1.Hệ thức của đònh luật : Q = I2Rt • 2Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra : A = Q 3 Phát biểu đònh luật : Nhiệt lượng tỏa ra ở một dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với đi ện tr ở của dây dẫn... vậy dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ III.VẬN DỤNG :  C5: tóm tắt m : 220V – 1000 W U = 220V V = 2l ⇒ m = 2 kg t1 = 200C, t2 = 1000C C = 4200 J/kg.độ t=? + m điện hoạt độâng như thế nào? + m hoạt động nhờ năng lượng nào? Bài giải      Vì ấm sử dụng ở hiệu điện thế bằng với hiệu điện thế đònh mức nên P = 1000W Nhiệt . tìm ra đònh luật trên người ta đã lấy tên của hai ông để đặt tên cho đònh luật : Đònh luật Joule - Lenz  J.P. JOULE H .LENZ ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ • Gợi. 652,08J ĐỊNH LUẬT JUN – LEN- XƠ II. ĐỊNH LUẬT JOULE- LENZ 1.Hệ thức của đònh luật : Q = I 2 Rt 2. Xử lý kết quả của thí nghiệm: A = Q 3. Phát biểu đònh luật