Giáo án Vật lý 9 Học kỳ 1

CHƯƠNG MỘT ĐIỆN HỌC Tiết l: Bài l: Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa haiđầu vật dẫn Tiết 2: Bài 2: Điện trở của dây dẫn - định luật Ohm Tiết 3: Bài 3: Thực hành

CHƯƠNG MỘT

ĐIỆN HỌC

Tiết l: Bài l: Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa haiđầu vật dẫn

Tiết 2: Bài 2: Điện trở của dây dẫn - định luật Ohm

Tiết 3: Bài 3: Thực hành xác định điện trở của một dây dẫn bằng ampe kế vàOhm kế

Tiết 4: Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp

Tiết 5: Bài 5: Đoạn mạch song song

Tiết 6: Bài 6: Bài tập vận dụng định luật Ohm

Tiết 7: Bài 7: Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

Tiết 8: Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

Tiết 9: Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Tiết l0: Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kỹ thuật

Tiết 11: Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ohm và công thức tính điện trởcủa dây dẫn

Tiết 12: Bài 12: Công suất điện

Tiết 13: Bài 13 Điện năng - Công của dòng điện

Tiết 14: Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng

Tiết 15: Bài 15: Thực hành Xác định công suất của các dụng cụ điện

Tiết 16: Bài 16: Định luật Joule - Lenz

Tiết 17: Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Joule - Lenz

Tiết 18: Ôn tập

Tiết 19: Kiểm tra

Tiết 20: Bài 18: Thực hành kiểm nghiệm mối quan hệ Q - I2 trong định luậtJoule - Lenzt

Tiết 21: Bài 19: Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện

Tiết 22: Bài 20: Tổng kết chương l : Điện học

Tuần 01

Tiết 01

BÀI MỘT

SỰ PHỤ THUỘC CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀO

HIỆU ĐIỆN THẾ GIỮA HAI ĐẦU DÂY DẪN

07 đọan dây dẫn dài 30 cm

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1:

Ôn lại kiến thức cũ về U, I và các kiến

thức khác liên quan đến bài học

+ Để đo cường độ dòng điện chạy qua

bóng đèn và hiệu điện thế giữa hai

phụ thuộc của cường độ dòng điện

vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây

- Dựa trên bảng kết quả, học sinh thảo

luận trả lời câu C1

- Thảo luận nhóm rút ra kết luận

- Dựa trên đồ thị, các nhóm thảo luận,

rút ra kết luận

II ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN SỰ PHỤ THUỘC CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀO HIỆU ĐIỆN THẾ

1 Dạng đồ thị:

2 Kết luận:

Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tăng (hoặcgiảm) bao nhiêu lần thì cường độ dòng điệnchạy qua dây dẫn đó cũng tăng (hoặc giảm)bấy nhiêu lần

Hoạt động 3:

Từ đồ thị hình 2 hãy xác định:

+ Cường độ dòng điện chạy qua dây

dẫn khi hiệu điện thế là 2.5V; 3.5V

+Xác định giá trị U; I ứng với một

điểm M bất kì trên đồ thị

Một bạn học sinh trong quá trình tiến

hành thí nghiệm như trên với một dây

dẫn khác, đã bỏ sót không ghi một vài

giá trị vào bảng kết quả (bảng) Em

hãy điền những giá trị còn thiếu vào

bảng Giả sử phép đo của bạn có sai

Cường độdòng điện I

Ghi phần ghi nhớ vào vở

Cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó.

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường

Hình 2

- HĐT và CĐDĐ chạy qua hai

đầu dây dẫn có mối quan hệ thế

nào ?

- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ

giữa U, I có đặc điểm gì ?

độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây là đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT

Kết quả trên đuợc Nhà vật lý học người Đức Georsimon Ohm

(1789-1854) tìm ra khi ông chỉ là giáo viên dạy vật lý ở một tỉnh lẻ

Thời đó chỉ bằng các dụng cụ đo rất thô sơ Chưa có ampe kế, vôn

kế như bây giờ Nhưng với lòng say mê nghiên cứu khoa học được

sự giúp đỡ nhiệt tình của ban bè Ông kiên trì tiến hành hàng loạt thí

nghiệm và đã thành công Kết quả nghiên cứu của ông được công bố

vào năm 1827 Đó là định luật Ohm Năm 1876 (49 năm sau khi

công bố) Viện hàn lâm khoa học nước Anh đã thành lập một uỷ ban

đặc biệt để kiểm tra lại định luật Omh một cách chính xác Cho tới

cuối thế kỷ XIX định luật Ohm mới được các nhà vật lý học trên toàn

thế giới công nhận và được ứng dụng rộng rãi Vậy đấy, phát minh ra một định luật

đã khó nhưng việc nó được chấp nhận va ứng dụng còn khó hơn nhiều Để ghi nhớ công lao của ông, người ta đã lấy tên ông đạt tên cho định luật và điện trở.

Tuần 01

Tiết 02

BÀI HAI

ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN – ĐỊNH LUẬT OHM

MỤC TIÊU

Nhận biết được đơn vị điện trở và vận dụng được công thức tính điện trở để giải bài tập

Phát biểu và viết được hệ thức của định luật Ohm

Vận dụng được định luật Ohm để giải một số dạng bài tập đơn giản

Thu thập và xử lí thông tin, quan sát, phân tích, tổng hợp các dữ liệu đi đến kết luận

CHUẨN BỊ

Kẻ sẵn bảng giá trị thương số U/I đối với mỗi dây dẫn dựa vào số liệu ở bảng 1&2

Thương số U/I đối với mỗi dây dẫn ( bảng 1, bảng 2)

Lần đo Dây dẫn 1 Dây dẫn 2

1

2

3

4

Trung bình cộng

Trang 6

Hình 3

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

+ Nêu kết luận về mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế?

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ đó có đặc điểm gì?

+ Sửa bài tập 1.1 & 1.2 sách BT

1 Hoạt động 1: Tổ chức tình huống

GV có thể đặt vấn đề:

Trong thí nghiệm theo sơ đồ hình 4:

nếu dùng cùng một hiệu điện thế đặt

vào 2 đầu các dây dẫn khác nhau thì

cường độ dòng điện qua chúng có

như nhau không? Giáo viên giới

GV yêu cầu HS : dựa vào số liệu đã

GV theo dõi, kiểm tra kết quả tính

toán của các nhóm  hoàn chỉnh C1

GV gọi HS ở 8 nhóm lần lượt nêu

nhận xét về giá trị của thương số

I U

đối với một dây dẫn? Với 2 dây dẫn

khác nhau?

Sau khi các nhóm phát biểu, GV cho

cả lớp thảo luận nhận xét , bổ sung 

Đơn vị: nếu hiệu điện thế tính bằngVolt, cường độ dòng điện là amperethì điện trở tính bằng Ohm (Ω))

1 kΩ) =103Ω); 1 MΩ)=106Ω)Điện trở biểu thị mức độ cản trởdòng điện nhiều hay ít của dây dẫn

3 Hoạt động 3: Tìm hiểu Định luật II ĐỊNH LUẬT OHM

Từ quan hệ giữa cường độ dòng điện

GV yêu cầu một vài HS phát biểu

định luật Ohm? Viết hệ thức của định

luật Ohm? GV lưu ý HS ghi rõ đơn vị

đo của các đại lượng có trong công

là điện trở

2 Phát biểu:

Cường độ dòng điện chạy qua dâydẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặtvào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch vớiđiện trở của dây

5 Hoạt động 5: Vận dụng.

Một bóng đèn lúc thắp sáng có điện

trở 12 và cường độ dòng điện chạy * Từ công thức định luật Ohm:

Hình 5

qua dây tóc bóng đèn là 0.5A Tính

hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc

bóng đèn khi đó

Đặt cùng một hiệu điện thế vào hai

đầu các dây dẫn có điện trở R1 và R2 =

3R1 Dòng điện chạy qua dây dẫn nào

có cường độ lớn hơn và lớn và lớn

hơn bao nhiêu lần

U I R

 suy ra U=RI= 120.5=6.0V

* I1=; I2= = suy ra I1=3I2

Ghi nhớ: Cường độ dòng điện chạy qua dây

dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở của dây I U

độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn cũng tăng nhưng không tăng tỷ lệ thuận (không tuân theo định luật Ohm) Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế trong trường hợp này không phải là đường thẳng

MỤC TIÊU

Nêu được cách xác định điện trở

Mô tả được và tiến hành thí nghiệm đo điện trở

CHUẨN BỊ

- Một dây dẫn có điện trở chưa biết giá trị

- Một nguồn điện 6V có thể điều chỉnh được liên tục các giá trị hiệu điện thế từ

0 -6V

- Một vôn kế có giới hạn đo 6V và độ chia nhỏ nhất 0,1V

- Một ampe kế có giới hạn đo l,5A và chia nhỏ nhất 0,01A

- Bảy đoạn dây nối, mỗi đoạn dài khoảng 30cm

- Một công tắc

- Chuẩn bị báo cáo theo mẫu đã cho ở cuối bài

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Trang 8

PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG

Kiểm tra dụng cụ thí nghiệm đượccấp phát

Vẽ sơ đồ mạch điện để đo điện trở

của một dây dẫn bằng vôn kế và ampe

kế, đánh dấu chố (+), chốt (-) của vôn

kế và ampe kế

Mắc mạch điện theo sơ đồ đã vẽ

Lần lượt đặt các giá trị hiệu điện thế

khác nhau tăng dần từ 0 đến 5V vào

hai đầu dây dẫn Đọc và ghi cường độ

dòng điện chạy qua dây dẫn ứng với

một hiệu điện thế

Hoàn thành báo cáo thực hành theo

mẫu đã chuẩn bị

Hình 6Lắp mạch điện như hình 6

Đóng khóa K cho dòng điện chạyqua đoạn mạch

Ghi nhận các số chỉ của đồng hồ

Thay dây dẫn bằng một dây dẫnkhác, lặp lại thí nghiệm trên

MẪU BÁO CÁO

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN BẰNG VON KẾ VÀ

AMPE KẾ

1 Trả lời câu hỏi:

a) Viết công thức tính điện trở:

b) Muốn đo hiệu điện thế giữa hai đầu một dây dẫn cần dùng dụng cụ gì? Mắc dụng

cụ đó như thế nào với dây dẫn cần đo?

c) Muốn đo cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn cán dùng dụng cụ gì ? Mắcdụng cụ đó như thế nào với dây dẫn cần đo ?

2 Kết quá đo

Kết quả

Lần đo Hiệu điện thế Cườngđộdòngđiện Điện trở

a) Tính trị số điện trở của dây dẫn đang xét trong mỗi lần đo

b) Tính giá trị trung bình cộng của điện trở

c) Nhận xét về nguyên nhân gây ra sự khác nhau (nếu có) của các trị số điện trở vừatính được trong mỗi lần đo

Tuần 02

R

R U

U

 từ kiến thức đãhọc

Mô tả được cách bố trí và tiến hành thí nghiệm kiểm tra các hệ thức suy ra từ

lý thuyết

Vận dụng những kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng và giải bàitập về đoạn mạch nối tiếp

CHUẨN BỊ

3 điện trở mẫu lần lượt có giá trị là 6, 10, 16

1 ampe kế có GHĐ 1,5A ĐCNN 0,1A

Yêu cầu 1 vài HS nhắc kiến thức

trong đoạn mạch mắc nối tiếp 2 bóng

đèn

Cường độ dòng điện chạy qua mỗi

đèn có liên hệ như thế nào với cường

độ dòng điện mạch chính? (I=I1+I2)

Hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mach

có mối liện như thế nào với hiệu điện

thế giữa hai đầu mỗi đèn? (U=U1+U2)

I/ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH MẮC NỐI TIẾP

1 Nhớ lại kiến thức lớp 7.

Ta có:Cườngđộdòngđiện

I1=I2=I (1)Hiệu điện thế U=U1+U2 (2)

2 Hoạt động 2: Nhận biết đoạn

Chuyển tiếp: tiếp tục xét đoạn mạch

hình 8

Yêu cầu từng HS quan sát hình 8 và

trả lời câu hỏi C1

Theo các em trong đoạn mạch gồm 2

điện trở mắc nối tiếp:

- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi

điện trở có liên hệ như thế nào với

Trang 10

Hình 7

- Hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn

mach có mối liện như thế nào với

hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện

trở? (U=U1+U2)

Chứng minh trong đoạn mạch mắc

nối tiếp R1 và R2 thì hiệu điện thế tỷ lệ

thuận với điện trở

Cách 1:

1

1 1

1

R

U R

U

 =>

2

1 2

1

R

R U

1 1 2

1

R I

R I U

1

R

R U

Hãy kiểm tra công thức trên bằng thực

nghiệm

GV theo dõi, nhóm HS làm thí

HS làm việc theo nhóm:

Nhận dụng cụ thí nghiệm , đọchướng dẫn trong SGK và tự lắp ráp,

Hình 9

nghiệm, ghi lại kết quả và so sánh như

SGK (chú ý phải giữ nguyên giá trị

UAB)

Giáo viên ghi nhận lại các kết quả so

sánh, và yêu cầu nhận xét: Rtd có phải

là điện trở tương đương? Vì sao?

Các điện trở và bóng đèn dây tóc có

thể được mắc nối tiếp nhau khi chúng

chịu được cùng một cường độ dòng

điện không vượt quá một giá trị xác

định Giá trị xác định đó gọi là cường

độ dòng điện định mức Các dụng cụ

dùng điện sẽ hoạt động bình thường

khi dòng điện chạy qua

tiến hành thí nghiệm, ghi nhận kếtquả Sau đó báo cáo kết quả thínghiệm theo từng nhóm: IAB, I’AB và sosánh, nhận xét

4 Kết luận:

Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nốitiếp có điện trở tương đương bằngtổng các điện trở thành phần

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10

+ Khi công tắc K mở, hai đèn có hoạt

động không?

+ Khi công tắc K đóng, cầu chì bị

đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì

sao?

+ Khi công tắc K đóng, dây tóc đèn

Đ1 bị đứr, đèn Đ2 có hoạt động

không? Vì sao?

- Khi K mở : hai đèn không họat động

vì mạch hở, không có dòng điện chạyqua 2 bóng đèn

- Khi K đóng, cầu chì bị đứt hai đènkhông họat động vì mạch hở không códòng điện chạy qua 2 bóng đèn

- Khi K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bịđứt thì bóng đèn Đ2 không hoạt động

vì mạch hở không có dòng điện chạyqua nó

1 Cho mạch điện có sơ đồ như hình

10

+ Khi công tắc K mở, hai đèn có hoạt

động không?

+ Khi công tắc K đóng, cầu chì bị

đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì

tương đương của đoạn mạch mới bằng

bao nhiêu? So sánh điện trở đó với

mỗi điện trở thành phần

Điện trở tương đương của đoạn gồm

các điện trở mắc nối tiếp bằng tổng

Hình 10

1 Khi K mởthì mạch hởnên hai đènkhông sáng

Tương tự, nếu cầu chì bị đứt hoặc Đ1

bị đứt thì mạch bị hở, các đèn đềukhông sáng

2 Cho

R1=R2=20

Tính1/ Rtđ =? ()2/ R3=20

RAC = ? () S/s Rtđ với R1, R2, R3

1 2

1

R

R U

1 R

1

R

R I

I

 từ những kiến thức

đã học

Mô tả được cách bố trí và tiến hành thí nghiệm kiểm tra lại các hệ thức suy ra từ

lý thuyết đối với đoạn mạch song song

Vận dụng được những kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng thực tế

và giải bài tập về đoạn mạch song song

1 Hoạt động 1: Ôn lại các kiến thức

có liên quan đến bài học

Hai bóng đèn ở hình 11 được mắc như

thế nào? Tại sao em biết?

Cường độ dòng điện chạy trong mạch

chính quan hệ như thế nào với cường

I CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH MẮC SONG SONG

Hai bóng đèn được mắc song song vìchúng có hai điểm chung

Cường độ dòng điện chạy trong mạch

Hình 11

độ dòng điệnchạy trong mỗimạch rẽ?

Hiệu điện thếgiữa hai đầuđoạn mạchquan hệ như thếnào với hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi

U = U1 + U2 (2)

1

2 2

2 1 1

2 2 1 1

2

1

R

R U

R R U R U R U I

I







Vậy: trong đoạn mạch song song, cường

độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỷ lệnghịch với điện trở đó

1 2

2 1

2 Hoạt động 2: Điện trở tương

đương II ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG 1 Công thức tính điện trở tương đương

của mạch song song

Hướng dẫn HS xây dựng công thức (4)

1 R

1 ( U U

R

U R U U

I I U I I U

1 R

2 1

1 2 1 td

1 R

1 R

2 1

td R R

R R R



2 1

2 1

td R R

R R R



Hướng dẫn HS thực hiện thí nghiệm

Theo dõi các nhóm thực hiện thí

nghiệm và sữa chữa

Từ kết quả thí nghiệm yêu cầu HS rút

ra kết luận

Người ta thường mắc song song vào mạch điện

các dụng cụ điện có cùng hiệu điện thế định mức.

Khi hiệu điện thế của mạch bằng hiệu điện thế

định mức thì các dụng cụ này đều hoạt động bình

thường và có thể được sử dụng độc lập với nhau.

2 Thí nghiệm kiểm tra

Tiến hành thí nghiệm kiểm tra

3 Kết luận:

Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắcsong song thì nghịch đảo của điện trởtương đương bằng tổng các nghịch đảocủa từng điện trở thành phần

1 Trong phòng học đang sử dụng một

đèn dây tóc và một quạt trần có cùng

hiệu điện thế định mức 220V Hiệu

điện thế của nguồn là 220V Mỗi đồ

dùng đó đều có công tắc và cầu chì bảo

vệ riêng

+ Đèn và quạt được mắc thế nào vào

1 Đèn

và quạtphảiđượcmắc songsong vàonguồn điện để chúng hoạt động bình

Trang 14

M

Hình 12

nguồn để chúng hoạt động bình thường

?

+ Vẽ sơ đồ mạch điện đó

+ Nếu đèn không hoạt động thì quạt

có hoạt động không? Vì sao?

2 Cho hai điện trở R1 =R2 = 30

được mắc như sơ đồ hình 13a

+Tính điện trở tương đương của đoạn

mạch đó

+Nếu mắc thêm một điện trở R3 =

30 vào đoạn mạch trên như sơ đồ

hình 13b thì điện trở tương đương của

đoạn mạch mới bằng bao nhiêu?

+ So sánh điện trở đó với mỗi điện

trở thành phần

thường theo hình 12

Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫnhoạt động bình thường vì chúng đượcmắc song song với nhau

2 Từ (1) ta tính được:

1 12

3015

12 3

12 315.30

10

15 30

td

R R R

Điện trở tương đuơng của đoạn mạch gồm các

điện trở mắc song song đươc tính theo công thức

Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức cơ bản của định luật Omh

1 Hoạt động 1: Tổ chức tình huống

Yêu cầu học sinh vẽ một số mạch

điện tiêu biểu về nối tiếp, song song

vôn kế chỉ 6,0V, ampe kế chỉ 0,5A.

a) Tính điện trở tương đương của

3,570,5

U R I

2 Cho mạch điện có sơ đồ như hình

15, trong đó R1=10Ω) ampe kế A1 chỉ

l,2A, ampe kế A2 chỉ 1,8A

a) Tính hiệu điện thế UAB của đoạn

I2=I-I1=1,8-1,2=0,6Asuy ra 2 2

2

12200,6

U R I

RAB=R1+R23=15+15=30Ω)Cường độ dòng điện trên mạch chínhbằng với cường độ dòng điện qua R1:

1

12

0, 4030

AB AB

2

6

0, 2030

SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO CHIỀU DÀI DÂY DẪN

MỤC TIÊU

Nêu được điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào l, S , 

Biết cách xác định sự phụ thuộc của điện trở vào một trong các yếu tố ( l, S ,

Đối với mỗi nhóm HS :

- 1 nguồn điện 3V -1 công tắc

- 1 ampe kế có GHĐ 1,5A và ĐCNN 0,1A

- 1 vôn kế có GHĐ 12V và ĐCNN 0,1V

Đối với cả lớp :

- 1 đoạn dây dẫn bằng đồng có vỏ bọc cách điện, dài 80cm, tiết diện 1mm2

- 1 đoạn dây thép dài 50cm, tiết diện 0,1 mm2 …

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Điện trở dây dẫn biểu thị gì ? Nêu công thức tính ?

Nêu công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp ?

1 Hoạt động 1: Tổ chức tình huống

Dây dẫn là một bộ phận quan trọng

của các mạch điện Các dây dẫn có

kích thước khác nhau, được làm bằng

các vật liệu dẫn điện khác nhau và có

điện trở khác nhau Cần phải xác định

xem điện trở của dây dẫn phụ thuộc

vào những yếu tố nào và phụ thuộc

vào các yếu tố đó như thế nào

2 Hoạt động 2:

- Dây dẫn được dùng làm gì trong các

mạch điện và trong các thiết bị điện ?

- Hãy quan sát thấy dây dẫn ở đâu

xung quanh ta và nêu ra 3 ví dụ ?

- Nêu tên của các vật liệu có dùng làm

dây dẫn ?

I XÁC ĐỊNH SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN VÀO MỘT TRONG NHỮNG YẾU TỐ KHÁC NHAU

-Công dụng của dây dẫn trong các mạchđiện và trong các thiết bị điện

- Các vật liệu được dùng làm dây dẫn

Cần phải xác định xem điện trở của dâydẫn có phụ thuộc vào chiều dài dây, tiết diệndây và vật lệu làm dây dẫn hay không vàphụ thuộc vào từng yếu tố này như thế nào

Để xác định sự phụ thuộc một yếu tố nào đó(ví dụ như chiều dài dây dẫn) thì cần phải đo

Hình 17

điện trở của các dây dẫn có yếu tố x khácnhau nhưng có tất cả các yếu tố khác nhưnhau.

Hoạt động 3

- Nếu đăt vào hai dây dẫn một hiêu

điện thế U thì có dòng điện chạy qua

- HS dự đoán xem điện trở của các

dây dẫn này có như nhau không, nếu

có thì những yếu tố nào ảnh hưởng

đến điện trở của dây

l Một dây dẫn dài l và có điện trở R

Nếu cho rằng dây dẫn cùng loại đó

dài 21 là gồm hai dây dẫn dài l được

mắc nối tiếp với nhau thì hãy dự đoán

xem dây dẫn này có điện trở là bao

nhiêu

Tương tự như thế thì một dây dẫn

cùng loại đó dài 3l sẽ có điện trở là

bao nhiêu?

2 Thí nghiệm kiểm tra :

- Theo dõi, kiểm tra và giúp đỡ từng

nhóm tiến hành TN : kiểm tra việc

mắc mạch điện, đọc và ghi kết quả đo

vào bảng 1 trong từng lần làm TN

- Sau khi đa số các nhóm HS hoàn

thành bảng 1, yêu cầu mỗi nhóm đối

chiếu với kết quả thu được với dự

đoán đã nêu

3 Kết luận :

- Đề nghị một vài HS nêu kết luận

về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn

vào chiều dài dây dẫn

II SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO CHIỀU DÀI DÂY DẪN

1 Dự kiến cách làm:

Đo điện trở của các dây dẫn có chiều dài l,2l; 3l nhưng có tiết diện như nhau và đượclàm từ cùng một loại vật liệu So sánh cácgiá trị điện trở để tìm ra mối quan hệ giữađiện trở và chiều dài dây dẫn

Dây dẫn có chiều dài 2l có điện trở là 2R;

dây dẫn có chiều dài 3l có điện trở là 3R

2 Thí nghiệm kiểm tra:

Tiến hành thí nghiệm kiểm tra bố trí nhưhình 18

3 Kết luận:

Điện trở của dây dẫn tỷ lệ thuận với chiềudài dây dẫn

* Mắc một bóng đèn vào hiệu điện

thế không đổi bằng dây dẫn ngắn thì

đèn sáng bình thường, nhưng nếu thay

bằng dây dẫn khá dài có cùng tiết

diện và được làm từ cùng một loại vật

liệu thì đèn sáng yếu hơn Hãy giải

* Khi giữ hiệu điện thế không đổi, nếumắc bóng đèn vào hiệu điện thế này bằngdây dẫn càng dài thì điện trở càng lớn Theođịnh luật Ohm, cường độ dòng điện chạyqua đèn càng nhỏ thì đèn sáng càng yếuhoặc có thể không sáng

Trang 18

Hình 18

thích tại sao.

* Khi đặt hiệu điện thế 6V vào hai

đầu một cuộn dây dẫn thì dòng điện

qua nó có cường độ 0,3A Tính chiều

dài của dây dẫn dùng để quấn cuộn

dây này Biết rằng dây là lọai này nếu

dài 4m thì có điện trở là 2Ω)

* Theo giả thiết của bài toán ta có

6200,3

U R I

Chiều dài của cuộn dây:

20.4 402

* Hai đoạn dây dẫn có cùng tiết

diện và được làm từ cùng một loại vật

liệu, có chiều dài là l1 và l2 Lần lượt

đặt cùng một hiệu điện thế vào hai

đầu của mỗi đoạn dây này thì dòng

điện chạy qua chúng có cường độ

dòng điện tương ứng là I1 và I2 Biết I1

=0,25I2, hỏi l1 dài gấp bao nhiêu lần

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT

Hệ thống đường dây tải điện 500KV của nước ta từ Hoà Bình tới trạm Phú Lâm (Thành phố Hồ Chi Minh) dài 1530km, gồm ba đường dây tải, mỗi đường dây tải này gồm bốn dây được liên kết lại với nhau bằng các khung kim loại Nếu biết 1km của mỗi dây này có điện trở 0,085Ω thì có thể tính được điện trở của một dây này

từ Hoà Bình tới Phú Lâm là 130Ω Em hãy thử tính lại xem có đúng không?

1 nguồn điện 6V , 1 công tắc

1 ampe kế có GHA 1,5A và ĐCNN 0,1A , 1 công tắc

1 vôn kế có GHĐ 10V và ĐCNN 0,1V

7 đoạn dây có lõi bằng đồng và có vỏ cách điện, mỗi đoạn dài khoảng 30 cm

2 chốt kẹp nối dây dẫn dẫn

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Điện trở của dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào chiều dài của mỗi dây? Hai dây dẫn bằng đồng có cùng tiết diện, một dây dài 3,5m có điện trở R1 vàdây kia có điện trở R2 Tính tỉ số R1 / R2

1 Hoạt động 1: Tổ chức tình huống

Ở bài trước, ta đã biết điện trở của

dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài của

dây, vậy điện trở của dây dẫn có phụ

thuộc vào tiết diện của dây dẫn

không? Để giải quyết câu hỏi này ta sẽ

tìm hiểu bài 8

Các dây dẫn có thể được làm từ cùngmột vật liệu, chẳng hạn bằng đồng,nhưng với tiết diện khác nhau Có dâytiết diện nhỏ, có dây tiết diện lớn Nếucác dây này có cùng chiều dài thì điệntrởcủa chúng phụ thuộc vào tiết diệnnhư thế nào?

2 Hoạt động 2:

Giáo viên gợi mở để HS chọn dây dẫn

phù hợp khi xét sự phụ thuộc của điện

trở dây dẫn vào tiết diện dây bằng

cách đặt câu hỏi mở đầu như Hoạt

động 1 ở trên

Có các dây dẫn được làm từ cùng

một vật liệu, có cùng chiều dài l và tiết

diện S, do đó chúng hoàn toàn như

nhau nên có cùng điện trở R Mắc các

dây dẫn này vào mạch theo các sơ đồ

như trong hình l9

Hãy tính điện trở tương đương của hai

dây

I DỰ ĐOÁN SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN DÂY DẪN

Trong hình 19b

ta thấy hai dâydẫn mắc songsong và hình 19c

có ba dây dẫnmắc song song,các đoạn dây nàyđều có cùng tiếtdiện và cùngchiều

dài nên điện trở tươngđương lần lượt là R2=R1/2 và R3=R1/3.Nếu các dây dẫn trong mỗi sơ đồ

hình 19 được chập sát vào nhau để

thành một dây dẫn duy nhất như được

mô tả trong hình 20 thì có thể coi rằng

chúng trở thành các dây dẫn có tiết

diện tương ứng là 2s và 3s

Cho rằng các dây có điện trở tương

ứng R2 và R3 như đã tính ở trên, hãy

nêu dự đoán về mối quan hệ giữa điện

trở của các dây dẫn với tiết diện của

mỗi dây Từ đó suy ra truờng hợp hai

dây dẫn có cùng chiều dài và được

làm từ cùng một loại vật liệu, thì giữa

tiết diện Sl; S2 và điện trở tương ứng

Rl, R2 của chúng có mối quan hệ như

thế nào

Từ kết quảtrên ta thấy rằngtiết diện tănggấp hai lần thìđiện trở giảmhai lần; tiết diệntăng gấp ba lầnthì điện trở giảm

Từng nhóm học sinh mắc mạch điện có

sơ đồ như hình 21

Tiến hành thí nghiệm và ghi các giá trị đo

được vào bảng kết quả

Tính tỉ số = và so sánh với tỉ số từ kết

quả của bảng kết quả

* Đối chiếu với dự đoán của nhóm 

rút ra kết luận

1 Mắc mạchtheo hình 21, xácđịnh kết quả đo

2 Thay dây S1

bằng dây dẫn S2,tương tự đo cáckết quả

1 Hai dây đồng có cùng chiều dài,

dây thứ nhất có tiết diện 2mm2, dây

thứ hai có tiết diện 6mm2 Hày so sánh

điện trởcủa hai dây này

1 Theo công thức (1), thì điện trởdây thứ nhất lớn gấp ba lần dây thứhai

2 Hai dây nhôm có cùng chiều dài

Dây thứ nhất có tiết diện 0,5mm2 và

có điện trở R1 =5,5Ω) Hỏi dây thứ hai

có tiết diện 2,5mm2 thì có điện trở R2

4 Môt sợi dây sắt dài ll = 200m, có

tiết dlện S1 = 0,2mm2 và cô điện trở

RI=120Ω) Hỏi một sợi dây sắt khác

dài l2=50m, có điện trở R2 =45Ω) thì có

tiết diện S2 là bao nhiêu ?

4 Ta có 1

24

l

l  , có R1=120Ω) thì tiếtdiện 1

Tuần 05

Tiết 09

BÀI CHÍN

Hình 21

SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN

MỤC TIÊU

Bố trí và tiến hành được thí nghiệm để chứng tỏ rằng điện trở của các dây dẫn

có cùng chiều dài, tiết diện và được làm từ các vật liệu khác nhau thì khác nhau

So sánh được mức độ dẫn điện của các chất hay các vật liệu căn cứ vào bảnggiá trị điện trở suất của chúng

1 cuộn dây bằng inox, trong đó dây dẫn có tiết diện S=0,1mm2 và có chiều dài

l=2m được ghi rõ, 1 cuộn dây bằng nikêlin với dây dẫn cũng có tiết diện S=0,1mm2

và có chiều dài l=2m, 1 cuộn dây bằng nicrom với dây dẫn cũng có tiết diện

S=0,1mm2 và có chiều dài l=2m 1 nguồn điện 4,5V, 1 công tắc., 1 Ampe kế GHĐ

1,5A và ĐCNN 0,1A, 1 Vôn kế có GHĐ 10V và ĐCNN 0,1V, 7 đoạn dây nối có lõibằng đồng và có vỏ cách điện, mỗi đoạn dài khoảng 30 cm, 2 chốt kẹp nối dây dẫn

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Câu 1 : Các dây dẫn bằng đồng có tiết diện lớn nhỏ khác nhau thì điện trởcủa chúng :

a/Tỉ lệ thuận với tiết diện của dây

b/Tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây

c/Cả a và b đều sai

Câu 2 : Hai dây nicrom có cùng chiều dài Dây thứ 1 có tiết diện 0,3mm2 và

có điện trở R1= 6

Hỏi dây thứ 2 có tiết diện 0,6mm2 thì có điện trở R2 là bao nhiêu ?

- Giáo viên nêu đáp án câu 1b và R2= 3 để học sinh sửa vào phiếu

1 Hoạt động 1: Tổ chức tình huống

Thông thường các em hay nghe nói

dây điện làm bằng đồng Thật vậy,

chúng ta có thể kiểm chứng bằng cách

bóc lớp vỏ nhựa bên ngoài của dây

điện ra thì bên trong là 1 lõi đồng lớn

hay nhỏ tùy vào từng sợi dây Vậy có

thể làm dây dẫn bằng bạc hay nhôm,

sắt được không? Tại sao lại làm dây

dẫn bằng đồng?

TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN

Bây giờ chúng ta sẽ quan sát các đoạn

dây dẫn cùng chiều dài, cùng tiết diện

nhưng được làm bằng đồng, nhôm,

Ta phải tiến hành đo điện trở của cácdây dẫn đồng chất có cùng chiều dàinhưng tiết diện khác nhau

Trang 22

sắt Theo các em điện trở của các

đoạn dây dẫn này có bằng nhau

không? Tại sao?

Muốn biết các điện trở này có bằng

nhau không ta làm thí nghiệm đo điện

trở của các dây này Ở 2 bài học trước

chúng ta đã học cách mắc mạch điện

đo điện trở của dây dẫn Yêu cầu học

sinh vẽ sơ đồ mạch điện và tiến hành

lắp ráp mạch điện để đo điện trở của

các dây dẫn

Chia lớp làm 6 nhóm cho học sinh

làm thí nghiệm Theo dõi và giúp đỡ

học sinh tién hành thí nghiệm Sau đó

yêu cầu học sinh lập bảng ghi kết quả

và so sánh các kết quả rồi rút ra nhận

xét

Đề nghị học sinh trả lời câu hỏi C1

và nộp lại bảng ghi kết quả để theo dõi

xem các nhóm có làm đúng hay không

có cùngchiều dài

và đồngchấtnhưngtiết diện khác nhau để xác định điệntrở

Vậy để đặt trưng cho sự phụ thuộc

của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn,

ta có đại lượng điện trở suất

Yêu cầu học sinh đọc SGK và trả lời

câu hỏi:

Điện trở suất có trị số được xác định

như thế nào?

Đơn vị của điện trở suất?

Hướng dẫn học sinh quan sát Bảng 1

SGK và cho các nhóm thảo luận đưa

ra nhận xét về trị số điện trở suất của

kim loại và hợp kim có trong Bảng 1

Nhắc lại lớp 7 : bạc, đồng, nhôm dẫn

điện tốt; nikêlin, nicrom dẫn điện yếu

hơn  yêu cầu các nhóm thảo luận

đưa ra nhận xét về tính dẫn điện của

kim loại và hợp kim trong bảng dựa

vào trị số điện trở suất

Ta có thể tính câu C2 như sau:

Điện trở suất được kí hiệu là  (đọc làrô),

Đơn vị điện trở suất là Ω).m (đọc là''Ohmmet'')

Bảng l : Điện trở suất ở 20 o C của một số chất: Kim loại  (Ω).m) Hợp kim  (Ω).m) Bạc 1,6.10 -8 Nikêlin 0,40.l0 -6 Đồng 1,7.10 -8 Manganin 0,43.10 -6 Nhôm 2,8.10 -8 Constantan 0,50.10 -5 Vonfam 5,5,10 -8 Nicrom 1,10.10 -6 Sắt 12,0.l0 -8

Hình 21

4 Hoạt động 4: 2 Công thức điện trở:

Đề nghị học sinh làm C3, hướng dẫn

học sinh theo từng bước trong SGK

Yêu cầu học sinh đọc kỹ lại đoạn viết

về ý nghĩa của điện trở suất trong

SGK từ đó tính R1

Cho học sinh nhắc lại sự phụ thuộc

của điện trở vào chiều dài của dây dẫn

có cùng tiết diện và làm từ cùng một

vật liệu để từ đó tính R2

Cho học sinh nhắc lại sự phụ thuộc

của điện trở vào tiết diện của dây dẫn

có cùng chiều dài và làm từ cùng một

vật liệu để từ đó tính R3

Yêu cầu một vài học sinh nêu đơn vị

đo các đại lượng có trong công thức

tính điện trở vừa xây dựng

Ta có thể lập được bảng 2 như sau:

Các bước Dây dẫn làm từ chấtcó điện trở suất  Điện trở

Chiều dài Tiết diện

Trong đó  là điện trở suất, l là chiều

dài dây, S là tiết diện dây

1 Tính điện trở của đoạn dây đồng

dài 4m có tiết diện tròn, đường kính d

= 1mm

2 Từ bảng 1 hãy tính :

+ Điện trở của sợi dây nhôm dài 2m

và có tiết diện 2mm2

+ Điện trở của sợi dây nikêlin dài 8m,

có tiết diện tròn và đường kính là

Hãy tính chiều dài của dây tóc này

Gợi ý cho học sinh công thức tính tiết diện tròn của

dây dẫn theo đường kính d :

2 2

2mm 2 =2.10 -6 m 2 ta sẽ tính được các kết quả lần lượt là R Nhôm =0,056Ω;

Đại lượng nào cho biết sự phụ thuộc

của điện trở dây dẫn vào vật liệu làm

dây dẫn?

Căn cứ vào đâu để nói chất này dẫn

điện tốt hơn hay kém hơn chất kia?

Điện trở suất càng nhỏ thì vật liệu

đó dẫn điện càng tốt.

Điện trở của dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài dây, tỷ lệ nghịch với tiết diện dây và phụ thuộc vật liệu làn dây dẫn đó.

Trang 24

Điện trở của dây dẫn được tính theo

công thức nào?

l R S

bỏ qua điện trở của các dây nối trong mạch điện.

Điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ nên điện trở của các dây dẫn cũng phụ thuộc nhiệt

độ Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng và điện trở của dây dẫn làm bằng kim loại cũng tăng Điện trở suất của constantan hầu như không phụ thuộc nhiệt độ, cho nên constantan được dùng để chế tạo các điện trở mẫu.

Nêu được biến trở là gì? Nêu được nguyên tắc hoạt động của biến trở

Mắc được biến trở vào mạch điện để điều chỉnh cường độ dòng điện chạy quamạch

Nhận ra được các điện trở dùng trong kỹ thuật (không yêu cầu xác định trị sốcủa điện trở theo các vòng màu)

CHUẨN BỊ

1 biến trở con chạy có điện trở lớn nhất 20 và chịu được dòng điện có cường độlớn nhất là 2A 1 biến trở than (chiết áp) có các trị số kỹ thuật như biến trở con chạynói trên 1 nguồn điện 3V 1 bóng đèn 2,5V – 1W 1 công tắc 7 đoạn dây dẫn nối có

vỏ cách điện mỗi đoạn dài khoảng 30cm 3 điện trở loại kỹ thuật có ghi trị số 3 điệntrở kỹ thuật loại có các vòng màu

làm thay đổi độ sáng của bóng đèn

hoặc điều chỉnh tiếng to ,tiếng nhỏ

trong tivi; trong rađiô (cái volume).

Những dụng cụ đó gọi là gì? Chúng

có cấu tạo và hoạt động như thế nào?

Để trả lời những câu hỏi đó chúng ta

hãy nghiên cứu bài học mới

GV sửa câu hỏi kiểm tra bài cũ và nhấn mạnh: Khi chiều dài dây dẫn thay đổi thì điện trở của dây thay đổi Từ ý này phát triển thêm để nêu vấn đề cho bài mới

2 Hoạt động 2: Tìm hiểu biến trở I BIẾN TRỞ:

Hình 22

1 Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của biến trở:

Phân phát các biến trở cho các nhóm

quan sát (nếu có)

Thông báo: Bộ phận chính của biến

trở gồm con chạy và cuộn dây dẫn

bằng hợp kim có điện trở suất lớn.

Quan sát hình 22 và đối chiếu với các

biến trở có trong bộ thí nghiệm để chỉ

rõ từng loại biến trở Yêu cầu xác định

rõ từng bộ phận trên biến trở

Biến trở được mắc nối tiếp vào mạch

điện, chẳng hạn với hai điểm A và N

của các biến trở ở hình 22 a và b Khi

đó nếu dịch chuyển con chạy hoăc tay

quay C thì điện trở của mạch điện có

thay đổi không? Vì sao?

Trên hình 10.2 vẽ các kí hiệu sơ đồ

của biến trở Hãy mô tả hoạt động của

biến trở có kí hiệu sơ đồ a, b, c

Hình 22 là ảnh chụp một số lọai biếntrở

Bộ phận chính của biến trở trên cáchình 22 gồm con chạy (hoăc tay quay)

C và cuộn dây dẫn bằng hợp kim cóđiện trở suất lớn (nikêlin hay nicrom),được quấn đều đặn dọc theo một lõibằng sứ

Trong hình 22a, nếu mắc hai đầu dâyvào hai điểm A,B thì biến trở không

có tác dụng thay đổi điện trở Vì cho

dù C ở vị trí nào thì dòng điện cũngchạy hết qua chiều dài dây biến trở.Điện trở của mạch điện có thay đổi ,

vì khi dịch chuyển conchạy làm thay đổi chiềudài của dây, làm thayđổi điện trở của biến trở

và của mạch điện.Hình 23 là ký hiệucủa biến trở trên mạchđiện

Hình 24

TRONG KỸ THUẬT:

Tìm hiểu cấu tạo và nhận biết các

điện trở dùng trong kỹ thuật

Hăy giải thích vì sao lớp than hay lớp

kim loại mỏng đó lại có điện trở lớn

Hãy nhận dạng hai cách ghi trị số các

điện trở kỹ thuật nêu dưới đây

Cách l :Trị số được ghi trên điện trở

Cách 2 : Trị số được thể hiện bằng

các vòng màu sơn trên điện trở

Xem phụ lục cách ghi giá trị điện trở theo hình

25 như sau:

Trong kỹ thuật, chẳng hạn trong cácmạch điện của rađiô, tivi người tacần sử dụng các điện trở có kích thướcnhỏ với các trị số khác nhau, có thểlớn tới vài trăm mêga Ohm (1M =l06) Các điện trở này đuợc chế tạobằng một lớp than hay lớp kim loạimỏng phủ ngoài một lớp cách điện(thường bằng sứ)

Lớp than hay lớp kim lọai mỏng đó

có thể có điện trở rất lớn, theo công

Trang 26

H ình 23

Hình 25

Màu của vòng 1 và vòng 2 cho hai số đầu của

trị số điện trở, vòng 3 cho biết lũy thừa của 10

nhân với hai số đầu đã xác định, vòng 4 cho biết

sai số của giá trị.

thức R = 

S

l

thì khi S rất nhỏ thì R rấtlớn

Có hai cách ghi trị số của điện trở:

Cách l :Trị số được ghi trên điện trở.Cách 2:Trị số được thể hiện bằng cácvòng màu sơn trên điện trở

Một biến trở con chạy có điện trở

lớn nhất là 20 Dây điện trở của biến

trở là dây hợp kim nicrom có tiết diện

0,5mm2 và được quấn đều xung quanh

một lõi sứ tròn đường kính 2cm Tính

số vòng dây của biến trở này

Hương dẫn giải:

0,5mm 2 =0,5.10 -6 m 2 l== = 9,091m

Một dây dẫn bằng nicrom dài 30m, tiết

diện 3mm2 được mắc vào hiệu điện thế

220V Tính cường độ dòng điện chạy qua

dây dẫn này

Gợi ý

- Tính điện trở của dây dẫn

- Tính cường độ dòng điện chạy qua dây

dẫn

Ta có s=3mm2=3.10-6m2, l=30m

=1,1.10-6mĐiện trở của dây dẫn:

điện chạy qua đèn khi đó là I =0,6A

Bóng đèn này mắc nối tiếp với một biến

trở và chúng được mắc vào hiêu điện thế

U= 12V như sơ đồ hình 26

a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện

trở R2 là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình

thường?

b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là Rb

: 30 với cuộn dây dẫn được làm bàng

hợp kim nikêlin có tiết diện S = 1mm2

Tính chiều dài l của dây dẫn dùng làm

biến trở này

Gợi ý:

a) Tính điện trở tương đương của đoạn

mạch nối tiếp : R =R1 +R2 Từ đósuy ra

R2

b) Từ công thức tính điện trở suy ra công

thức tính chiều dàicủa dây dẫn và thay số

được mắc song song với bóng đèn thứ hai

có điện trở R2=900 vào hiệu điện thế

UMN :220V như sơ đồ hình 27 Dây nối từ

M tới A và từ N tới B là dây đồng, có

chiều dài tổng cộng là l=200m và có tiết

diện S =0,2mm2, bỏ qua điện trở của dây

nối từ hai bóng đèn tới A và B

a) Tính điện trở của đoạn mạch MN

b) Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu của

a) Tính điện trở của toàn bộ đoạn mạch :

- Tính điện trở tương đương R12 của hai

bóng đèn mắc song song

Tính điện trở Rd của dây nối

Điện trở RMN của đoạn mạch là điện trở

tương đương của R12 nối tiếp với Rd Từ

UĐ1=UĐ2=220-9,86=210,14V

Tuần 06

Tiết 12

BÀI MƯỜI HAI

CÔNG SUẤT ĐIỆN

MỤC TIÊU

Nêu được ý nghĩa của số oát ghi trên dụng cụ điện

Vận dụng công thức P=UI để tính được 1 đại lượng khi biết các đại lượng còn lại

1 Hoạt động 1: Tổ chức tình huống

Khi sử dụng đèn điện, có đèn sáng

mạnh có đèn sáng yếu, ngay cả khi các

đèn này được dùng với cùng một hiệu

điện thế Tương tự như vậy, các dụng cụ

điện như quạt điện, nồi cơm điện, bếp

điện cũng có thể hoạt động mạnh, yều

khác nhau Căn cứ vào đâu để xác định

mức độ hoạt động mạnh, yếu khác nhau

này?

Hình 28

2 Hoạt động 2: Tìm hiểu công suất

1 Số vôn và số oat trên dụng cụ điện

a) Trên các dụng cụ điện thường có ghi

số vôn và số oat Hãy đọc các số ghi này

trên một vài dụng cụ điện như bóng đèn,

qụat điện, nồi cơm điện

b) Quan sát độ sáng của hai bóng đèn

được mắc như sơ đồ hình 28 khi công

tắc K đóng

Nhận xét mối quan hệ giữa số oat ghi

trên mỗi đèn với độ sáng mạnh, yếu của

chúng

Hãy nhớ lại kiến thức ở lớp 8 và cho

biết oat là đơn vị của đại lượng nào?

Một bóng đèn có thế lúc sáng mạnh,

lúc sáng yếu thì trong trưòng hợp nào

bóng đèn đó có công suất lớn hơn?

Một bếp điện đưọc điều chỉnh lúc

nóng nhiều hơn, lúc nóng ít hơn thì

trong trường hợp nào bếp có công suất

lớn hơn?

Với cùng hiệu điện thế, đèn có số oatlớn hơn sẽ sáng hơn, đèn có số oat nhỏhơn sáng yếu hơn

Oat là đơn vị của công suất:

111

J W s

Công suất định mức của mỗi dụng cụđiện cho biết công suất mà dụng cụ đótiêu thụ khi hoạt động bình thường

3 Hoạt động 3: Tìm công thức tính

Các bóng đèn khác nhau hoạt động với

cùng một hiệu điện thế có thể có công

suất khác nhau Nhưng cùng một bóng

đèn hoạt động với các hiệu điện thế khác

nhau (nhỏ hơn hoặc bằng hiệu điện thế

định mức) thì công suất điện sẽ khác

nhau

Cần phải xác định mối liên hệ giữa

công suất tiêu thụ của một dụng cụ điện

với hiệu điện thế đặt vào dụng cụ đó và

cường độ dòng điện qua nó

Mắc mạch điệnnhư sơ đồ hình

29 với bóng đènthứ nhất có ghi6V-5W Đóngcông tắc, điềuchỉnh biến trở để số chỉ của vôn kếđúng bằng số vôn ghi trên bóng đèn.Khi đó ampe kế có số chỉ như đượcghi trong bảng 1

Làm tương tự với bóng đèn thứ hai

Trang 30

Hình 29

Từ các số liệu của bảng 1, hãy tính tích

UI đối với mỗi bóng đèn và so sánh tích

này với công suất định mức của đèn đó

(bỏ qua sai số của các phép đo)

Xét trường hợp đoạn mạch có điện trở R, hãy chứng tỏ

rằng công suất điện của đoạn mạch được tính theo công

thức P=I 2 R= (*)

Ta có I=; thay vào (1) ta suy ra được công thức trên.

có ghi 6V-3W thì thu được kết quảnhư ghi trong bảng 1

2 Công thức tính công suất điện

Công suất tiêu thụ của một dụng cụđiện (hoặc của môt đoạn mạch) bằngtích của hiệu điện thế giữa hai đầudụng cụ đó (hoặc đoạn mạch đó) vàcường độ dòng điện chay qua nó :

P=UI (1)

Trong đó: P đo bằng oat (W), U đo

bằng vôn (V), I đo bằng ampe (A)

lW = 1V.A

Trên một bóng đèn có ghi 220V-75W

+ Tính cường độ dòng điện qua bóng

đèn và điện trở của nó khi đèn sáng

bình thường

+Có thể dùng cầu chì loại 0,5A cho

bóng đèn này được không? Vì sao?

Hướng dẫn giải:

Vì đèn sáng bình thường cho nên các giá trị định mức đúng bằng các giá trị thực của mạch điện: Từ (*) ta có 2 (220)2 645

75

U R P

220 0,341645

U

R

Nên có thể dùng loại cầu chì 0,5A.

Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện

thế 12V thì dòng điện chạy qua nó có

cuờng độ 0,4A Tính công suất điện của

bóng đèn này và điện trở của bóng đèn

P=UI=12.0,4=4,8W

12 30

0, 4

U R I

U R P

Một bếp điện hoạt động bình thường

khi được mắc với hiệu điện thế 220V và

điện trở của bếp là 48,4 Tính công

suất của bếp

Vì bếp hoạt động bình thường cho nên ta có thể

áp dụng (*) để tính công suất điện của bếp.

Cách khác: vận dụng định luật Ohm để tính cường độ dòng điện qua bếp, sau đó thay số liệu vào (1) để tính Đáp số P=1000W=1kW

Số oát ghi trên dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng

cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ này khi nó hoạt động bình thường.

Công suất điện của một đoạn mạch bắng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường

độ dòng điện qua đó P=UI

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT

Công thức P= UI có thể được dùng để tính công suất cho các dụng cụ điện sử dụng với mạng điện gia đình nếu trong các dụng cụ này dòng điện chỉ chạy qua các điện trở, chẳng hạn như bóng đèn dây tóc.

Tuần 07

Tiết 13

BÀI MƯỜI BA

ĐIỆN NĂNG CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN

MỤC TIÊU

Nêu được ví dụ chứng tỏ dòng điện có năng lượng

Nêu được dụng cụ đo điện năng tiêu thụ là công tơ điện và mỗi số đếm củacông tơ điện và mỗi số đếm của công tơ là một kilôoat giờ ( kWh )

Chỉ ra được sự chuyển hóa các dạng năng lượng trong hoạt động của cácdụng cụ điện như các loại đèn điện, bàn là, nồi cơm điện, quạt điện, máy bơmnước…

Vận dụng công thức A = P t = U I t để tính được một đại lượng khi biết cácđại lượng còn lại

CHUẨN BỊ

Đối với cả lớp: 1 công tơ điện

Bảng 1 và 2 ( trang 37, 39 SGK )

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Câu 1: Số oat ghi trên mỗi dụng cụ điện cho ta biết điều gì?

Câu 2: Nêu công thức tính công suất tiêu thụ của một dụng cụ điện

1 Hoạt động 1: Tổ chức tình huống

Hàng tháng, mỗi gia đình sử dụng

điện đều phải trả tiền Vậy căn cứ vào

đâu để người ta tính được số tiền điện

đó?

2 Hoạt động 2 Tìm hiểu năng lượng

Các nhóm thảo luận để trả lời C1 rồi

viết vào bảng con

HS nhận xét câu trả lời của nhóm khác

HS nêu được dòng điện có mang năng

lượng

Dòng điện có thể thực hiện công cơhọc hay chuyển hóa thành nội năng củavật Điều đó chứng tỏ dòng điện mangnăng lượng Năng lượng của dòng điệnđược gọi là điện năng

3 Hoạt động 3: Tìm hiểu sự chuyển

hóa điện năng thành các dạng năng

lượng khác

2 Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

Các dụng cụ điện khi hoạt động đều

biến đổi điện năng thành các dạng năng

lượng khác Hãy chỉ ra các dạng năng

lượng được biến đổi từ điện năng trong

hoạt động của mỗi dụng cụ điện ở bảng

l

Trong các đồ dùng điện, khi dòng điện chạy qua

thì có sự chuyển hóa điện năng sang các dạng năng

lượng khác tùy theo từng loại máy điện Đa số phần

hao phí là sự tỏa nhiệt vô ích trên máy điện đo tác

dụng nhiệt của dòng điện.

Dòng điện có thể chuyển hóa thành nộinăng, cơ năng

Tuy nhiên chỉ có một phần điện năngđược chuyển hóa thành năng lượng cóích, phần còn lại chuyển hóa thành nănglượng vô ích

3 Kết luận:

Điện năng là năng lượng của dòngđiện Điện năng có thể chuyển hóa thànhcác dạng năng lượng khác, trong đó cóphần năng lượng có ích và có phần năng

Trang 32

lượng vô ích.

Tỉ số giữa phần năng lượng có íchđưọc chuyển hóa từ điện năng và toàn bộđiện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất

sử dụng điện năng

1

A H A



4 Hoạt động 4: Tìm hiểu công của

dòng điện, công thức tính và dụng cụ

đo công của dòng điện

Giới thiệu khái niệm công của dòng

điện theo khái niệm năng lượng đã xây

dựng ở nội dung trước đã xây dựng

Công thức tính công nên đi theo khái

niệm công suất:

Theo công thức trên, để đo công của dòng điện cần

phải dùng ba dụng cụ là von kế, ampe kế và đồng

hồ đo thời gian Trong thực tế, công của dòng điện

hay điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện.

Khi các dụng cụ và thiết bị tiêu thụ điện năng hoạt

động, đĩa tròn của công tơ quay, số chỉ của công tơ

tăng dần Lượng tăng thêm của số chỉ này là số đếm

của công tơ

II CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN

1 Công của dòng điện

Công của dòng điện sản ra trong mộtđoạn mạch là số đo lượng điện năng màđoạn mạch đó tiêu thụ để chuyển hóathành các dạng năng lượng khác

3 Đo công của dòng điện:

Tự tham khảo theo sách giáo khoa Vật lý 9 và Công nghệ 9.

Lần Dụng cụ Công suất Thời gian Số đếm của

được thắp sáng liên tục với hiệu điện

thế 220V trong 4 giờ Tính lượng điện

năng mà bóng đèn này sử dụng và số

đếm của công tơ khi đó

1 Vì hiệu điện thế đưa vào đúng bằng hiệu điện thế định mức nên đèn sử dụng hết công suất.

Ta có A=Pt=0,075 4 =0,3 kWh

Đó cũng là số đếm của công tơ điện.

2 Một bếp điện hoạt động liên tục

trong 2 giờ ở hiệu điện thế 220V Khi

đó số chỉ của công tơ điện tăng thêm l,5

số Tính lượng điện năng mà bếp điện

sử dụng, công suất của bếp điện và

cường độ dòng điện chạy qua bếp trong

thời gian trên

2 Lượng điện năng bếp điện sử dụng là A=1,5 kWh= 5,4.10 6 J

Công suất của bếp là

1,5 0,75 7502

Tuần 07

1 Phát biểu định luật Ohm cho đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song.

2 Công thức tính công suất điện

1 Hoạt động 1: Tổ chức tình huống

Yêu cầu học sinh nhắc lại một số

kiến thức cơ bản về công - công suất,

định luật Ohm

2 Hoạt động 2:

Bài l:

Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện

thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có

cường độ là 341 mA

a) Tính điện trở và công suất của

bóng đèn khi đó

b) Bóng đèn này được sử dụng như

trên, trung bình 4 giờ trong 1 ngày

Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ

trong 30 ngày theo đơn vị Joule và số

đếm tương ứng của công tơ điện

P=75W=0,075kWA=Pt=0,075.120=9kWh =9.3,6.106J= 32,4.106J

Số đếm của công tơ điện bằng sốđiện năng tiêu thụ của bóng đèn, tức là

9 số

Chú ý: 1kWh=1kW.1h=10 3 W.3600s=3,6.10 6 Ws = 3,6.10 6 J.

Số đếm của công tơ điện tính theo đơn vị kWh.

Bài 2:

Một đoạn mạch gồm một bóng đèn

có ghi 6V-4,5W được mắc nối tiếp với

một biến trở và được đặt vào hiệu điện

thế không đổi 9V như hình 30 Điện

trở của dây nối và ampe kế là rất nhỏ

a) Đóng công tắc K, bóng đèn sáng

Ta có:

Udm=6V

Pdm =4.5WU=6VĐiện trởcủa bóng đèn

có thể tính

Trang 34

bình thường Tính số chỉ của ampe kế.

b) Tính điện trở và công suất tiêu thụ

điện của biến trở khi đó

c) Tính công của dòng điện sản ra ở

biến trở và ở toàn đoạn mạch trong 10

phút

Gợi ý cách giải

a) Bóng đèn sáng bình thường nên

số chỉ của ampe kế đúng bằng cường

độ dòng điện định mức chạy qua đèn

b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu

biến trở, từ đó tính được điện trở của

Tính công A của dòng điện sản ra ở

toàn đoạn mạch trong 10 phút

theo công thức:

2684,5

dm

U R P

Từ đó ta có 6 0,75

8

d d

R R

U R I

PR=URI=3.0,75=2,25WCông suất toàn mạch P=UI=9.0,75=6,75WCông sản ra trên biến trở trong 10phút = 600s:

AR=PRt=2,25.600=1350JTrên toàn mạch:

220V-1000W cùng được mắc vào ổ lấy điện

220V ở gia đình để cả hai cùng hoạt

động

a) Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn

là được ký hiệu như một điện trở và

tính điện trở tương đương của đoạn

mạch này

b) Tính điện năng mà đoạn mạch

này tiêu thụ trong l giờ theo đơn vị

Joule và đơn vị kilôoat giờ

b) Tính điện năng A mà đoạn mạch

tiêu thụ trong 1 giờ

a Sơ đồ mạch điện (xem hình 31)

b Điện trở của bóng đèn:

2 2202

484100

d

U R P

R R R

U R P

Chứng minh các công thức đã sử dụng giải các bài tập trong bài:

P=UI mà I= ; thay vào công thức ta có: P=

Vì hiệu điện thế đưa vào thiết bị đúng bằng định mức nên thiết bị sẽ tiêu thụ một công suất đúng bằng công suất định mức.

Tuần 08

Tiết 15

Hình 31

Hình 32

BÀI MƯỜI LĂM

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ ĐIỆN

Viết công thức tính công suất tiêu thụ của vật tiêu thụ điện

Hiệu điện thế được đo bằng dụng cụ nào? Cường độ dòng điện được đo bằng dụngnào? Các dụng cụ này được mắc như thế nào với mạch điện?

Có thể xác định công suất tiêu thụ

của thiết bị điện theo công thức P=UI

Do đó cần phải đo hiệu điện thế đặt

vào hai đầu dụng cụ điện bằng von kế

và đo cường độ dòng điện chạy qua

dụng cụ điện bằng ampe kế

Ngoài ra ta có thể đo trực tiếp bằng

oat kế Góc quay của kim chỉ phụ

thuộc vào hiệu điện thế đặt vào hai

đầu dụng cụ và cường độ dòng điện

chạy qua dụng cụ Thang đo của oat

kế được chia vạch theo tích UI cho

phép đọc được ngay giá trị P

Phát dụng cụ cho học sinh, hướng

dẫn và phân tích các bước thực hiện

Yêu cầu học sinh làm theo và chú ý

đọc và ghi kết quả chính xác

1 Xác định công suất của bóng đènvới các hiệu điện thế khác nhau

a) Mắcmạch điệnnhư sơ đồhình 32,đặt biến trởgiá trị lớnnhất

b) Đóng công tắc Điều chỉnh biếntrở để vôn kế có số chỉ U1 = 1V Đọc

và ghi số chỉ I1 của ampe kế vào bảng

1 của mẫu báo cáo

c) Trong hai lần đo tiếp theo, điềuchỉnh biến trở để vôn kế lần lượt có sốchỉ tương ứng U2, U3 như đã ghi trongbảng 1 Đọc và ghi số chỉ của ampe kếđối với mỗi lần đo vào bảng này

d) Thực hiện các công việc tiếp theonhư yêu cầu của mẫu báo cáo

2 Xác định công suất của quạt điệna) Lắp cánh cho quạt điện

b) Tháo bóng đèn khởi mạch điệntrên đây mắc quạt điện vào vị trí củalồng đèn Công tắc ngắt, biến trở đượcđiều chỉnh về giá trị lớn nhất

c) Lần lượt thực hiện ba lần đo bằngcách ngắt, đóng công tắc và nấu cầnthiết thì điều chỉnh biến trở để vôn kếluôn có số chỉ 2,5V Đọc và ghi số chỉ

Trang 36

của ampe kế trong mỗi lần đo vàobảng của mẫu báo cáo Ngắt công tắcsau lần đo cuối cùng.

d) Thực hiện các công việc tiếp theonhư yêu cầu của mẫu báo cáo

MẪU BÁO CÁO

Họ và tên:

Lớp:

TRẢ LỜI CÂU HỎI

a) Công suất P của một dụng cụ điện hoặc của một đoạn mạch liên hệ với hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I bằng hệ thức nào?

b) Đo hiệu điện thế bằng dụng cụ gì? Mắc dụng cụ này như thế nào vào đoạn mạch cần đo?

c) Đo cường độ dòng điện bằng dụng cụ gì ? Mắc dụng cụ này như thế nào vào đoạnmạch cần đo?

2 Xác định công suất của bóng đèn pin:

Cường độ dòngđiện (A)

Công suất (W)

1 U1=2,5 I1= P1=

2 U2=2,5 I2= P2=

3 U3=2,5 I3= P3=

a) Tính và ghi giá trị công suất của quạt đối với mỗi lần đo vào bảng 2

b) T'nh giá trị công suất trung bình của quạt điện : Pq :

Tuần 08

Tiết 16

BÀI MƯỜI SÁU

ĐỊNH LUẬT JOULE - LENZ

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Hoạt động 1: Tìm hiểu sự biến đổi

điện năng thành nhiệt năng.

Dòng điện chạy qua vật dẫn thường

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 thìdây tóc bóng đèn nóng lên

tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng

đèn thì hầu như không nóng lên?

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

2.Toàn bộ điện năng được biến đổi

thành nhiệt năng

a) Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi

một phần điện năng thành nhiệt năng

b) Các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ

điện năng thành nhiệt năng có bộ phận

chính là một đoạn dây dẫn bằng hợp

kim nikêlin hoặc constantan Hãy so

sánh điện trở suất các dây dẫn hợp

kim này với các dây dẫn bằng đồng

I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

- Bóng đèn dây tóc, đèn của bút thử điện, đèn LED, nồi cơm điện, bàn là, ấm điện, mỏ hàn điện, máy sấy tóc, quạt điện, máy bơm nước, máy khoan điện là các dụng cụ dùng điện.

- Trong số các dụng cụ hay thiết bị trên, có dụng

cụ hay thiết bị biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng (bóng đèn dây tóc), hay đồng thời điện năng thành cơ năng (quạt điện).

- Có dụng cụ hay thiết bị biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng như ấm điện, bàn là, mỏ hàn điện, máy sấy.

Khi dòng điện chạy qua vật dẫn sẽgây ra một số tác dụng trên vật dẫn:

- Tác dụng quang: bóng đèn điện cóthể phát sáng

- Tác dụng nhiệt: làm cho vật dẫnnóng lên

Dòng điện có tác dụng nhiệt khichạy qua dây dẫn có điện trở thuần

Điện trở của các vật thuần trở rấtlớn do đó chúng thường được là bằnghợp kim nikelin hoặc constanstan, bởi

vì các chất này có điện trở suất rất lớn

Nikelin có điện trở suất lớn hơn đồng 42,5 lần, constanstan lớn hơn 34 lần.

3 Hoạt động 3: Xây dựng hệ thức

Ta có A=UIt mà I= từ đó thấy U=RI thay vào biểu

thức ta có A = I 2 Rt, toàn bộ công nảy được chuyển

II ĐỊNH LUẬT JOULE LENZ

l Hệ thức của định luật:

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn điện trở

Trang 38

hóa hoàn toàn thành nhiệt năng: A→Q

qua trong thời gian t là Q=I2Rt

Xử lý kết quả của thí nghiệm:

Hình 33 mô tả thí nghiệm xác định

điện năng sử dụng và nhiệt lượng tỏa

ra Khối luợng nước m1 = 200g được

đựng trong bình bằng nhôm có khối

lượng m2=78g Và được đun nóng

bằng một dây điện trở Điều chỉnh

biến trở để ampe kế chỉ I=2,4A và kết

hợp với số chỉ của vôn kế biết được

điện trở của là R = 5 Sau thời gian t

= 300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng

t=9,50C Biết nhiệt dung riêng của

nước là cl =4 200J/kg.K và của nhôm

là c2 =880J/kg.K

Hãy tính điện năng của dòng điện

chạy qua dây điện trở trong thời gian

trên

Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và

bình nhôm nhận được trong thời gian

sử dụng và nhiệtlượng nước hấpthụ được

Theo kết quảthí nghiệm đãcho, ta có thểtính toán kết quảnhư sau:

Điện năng A của dòng điện chạy quadây điện trở:

A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8 640JNhiệt lượng nước nhận được:

Q1= c1m1t0 = 4 200 0,2 9,5 = 7 980JNhiệt lượng bình nhôm nhận được:

Q2= c2m2t0=800.0,078 9,5 = 652,08JNhiệt lượng nước và bình nhôm nhậnđược:

Q =Q1+Q2=7980 + 652,08 = 8 632,08J

Ta thấy Q  A

4 Hoạt động 4:

Thông báo mối quan hệ mà định luật

Joule - Lenz đề cập tới

- Học sinh phát biểu định luật này

- Học sinh nêu tên gọi và đơn vị các

đại lượng

Phát biểu định luật Joule – Lenz:

Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi códòng điện chạy qua tỉ lệ thuận vớibình phương cường độ dòng điện, vớiđiện trở và thời gian dòng điện chạyqua:

Q = I2Rt (1)

Với:

I là cường độ dòng điện, đo bằng A

R là điện trở, đo bằng 

t là thời gian, đo bằng s

Q là nhiệt lượng, đo bằng J

1 Hãy giải thích điều nêu ra trong

phần mở đầu của bài : Tại sao với

cùng môt dòng điện chạy qua thì dây

1 Dòng điện qua dây tóc bóng đèn

và dây nối có cùng cường độ vì mắcnối tiếp nhau Theo định luật Jun –

Hình 33

tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ

cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như

không nóng lên?

Lenxơ thì Q  R, dây tóc có điện trởlớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều, nêndây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao vàphát sáng Còn dây nối có điện trở nhỏnên nhiệt lượng toả ra ít và truyềnphần lớn cho môi trường xung quanh,

do đó dây nối hầu như không nóng lên(có nhiệt độ gần như bằng nhiệt độmôi trường)

2 Một ấm điện có ghi 220V-l 000W

được sử dụng vớ hiệu điện thế 220V

để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu

là 200C Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng

vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi

trưòng, tính thời gian đun sôi nước

Biết nhiệt dung riêng của nước là

4200J/kg.K

2 A = Pt

Q = cm(t0

2 – t0 )Theo định luật bảo toàn nănglượng:

A = Q hay

Pt = cm(t0

2 – t0 )Vậy thời gian đun sôi nước là:

Bảng 1 : Tiết diện của dây đồng và dây chì được (quy định theo cường độ dòng điện định mức:

Cường độ dòng điện định mức Tiết diện dây đồng (mm 2 ) Tiết diện dây chì (mm 2 )

BÀI MƯỜI BẨY

BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JOULE LENZ

MỤC TIÊU

Củng có kiến thức về định luật Joule - Lenz

Vận dụng định luật Joule - Lenz để giải các bài tập về tác dụng nhiệt của dòngđiện

CHUẨN BỊ

Các kiến thức có liên quan

Trang 40

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Hoạt động 1:

Bài l:

Một bếp điện khi hoạt động bình

thường có điện trở R = 80 và cường

độ dòng điện qua bếp khi đó là I

=2,5A

a) Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra

trong ls

b) Dùng bếp điện trên để đun sôi

1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 250C

thì thời gian đun nước là 20 phút Coi

rằng nhiệt lưọng cung cấp để đun sôi

nước là có ích, tính hiệu suất của bếp

Cho biết nhiệt dung riêng của nước là

c =4 200J/kg.K

c) Mỗi ngày sử dụng bếp điện này 3

giờ Tính tiền điện phải trả cho việc sử

dụng bếp điện đó trong 30 ngày, nếu

giá lkW.h là 700 đồng

Gợi ý cách giải

a) Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra

trong ls

b) Tính hiệu suất của bếp :

- Tính nhiệt lượng cần cung cấp để

đun sôi nước

- Tính nhiệt lưong Q mà bếp toả ra

- Tính hiệu suất H của bếp

c) Tính tiền điện :

-Tính điện năng mà bếp tiêu thụ

trong 30 ngày theo đơn vị kW.h

- Tính tiền điện phải trả

Q1’=RI2t=80.2,52.1=500J=0,5kJNhiệt lượng bếp tỏa ra trong 20 phútQ=Q1’.t1=0,5.1200=600 kJ

Nhiệt lượng do nước thu vào:

Q1=cm∆t=4200.1,5.75=472500J

= 472,5kJHiệu suất của bếp:

1 472,5

78,75%

600

Q H Q

Mỗi ngày sử dụng 3h, một tháng có 30ngày vậy tổng số thời gian sử dụngđiện là 3h.30 ngày = 90h

Điện năng tiêu thụ sẽ là:

được sử dụng với hiệu điện thế 220V

để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu

20oC Hiệu suất của ấm là 90%, trong

đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi

nước được coi là có ích

a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để

đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt

dung riêng của nước là 4200 J/kgK

b) Tính nhiệt lượng mà ấm điện đã

tỏa ra khi đó

Giải bài tập 2:

Udm=220V; Pdm=1000WU=220V; m=2kg;

∆t=1000C-200C=800Cc=4200J/kgK; H=90%

Tính Q1; Q; tNhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấmnước: Q1=cm∆t=4200.2.80=672000JNhiệt lượng do ấm điện tỏa ra chính lànhiệt lượng toàn phần:

74670090%

c) Tính thời gian đun sôi lượng nước

trên

Gợi ý cách giải

a) Tính nhiệt lượng Q1 cần cung cấp

để đun sôi lượng nước trên

b) Tính nhiệt lượng Q mà ấm điện

đã toả ra

c) Tính thời gian đun sôi nước

Q=RI2t (1)Mặt khác

2 2202

48, 41000

dm

U R P

Đuờng dây dẫn từ mạng điện chung

tới một gia đình có chiều dài tổng

cộng là 40m và có lõi bằng đồng với

tiết diện là 0,5mm2 Hiệu điện thế ở

cuối đường đây (tại nhà) là 220V Gia

đình này sử dụng các đèn dây tóc

nóng sáng có tổng công suất là 165W

trung bình 3 giờ mỗi ngày Biết điện

trở suất của đồng là 1,7.10-8m

a) Tính điện trở của toàn bộ đường

dây dẫn từ mạng điện chung tới gia

đình

b) Tính cường độ dòng điện chạy

trong đường dây dẫn khi sử dụng công

suất đã cho trên đây

c) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên

đường dây dẫn này

Gợi ý cách giải

a) Tính điện trở R của toàn bộ đường

dây dẫn từ mạng điện chung đến nhà

Nên Q=RI2t=1,36.0,752.90=0,069kWh

Trang 42