trình bày.
TNo.
- Các nhóm hoàn thành câu trả lời vào báo cáo nhóm. - Dự kiến nhận định của hs:
+ Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng + Các dụng cụ TNo + Cách tiến hành TNo: Lấy một lượng nước 200g đựng trong bình nhôm có khối lượng 78g và đun nóng bằng 1 dây điện trở trong thời gian 300s - Đại diện các nhóm lên dán và trình bày bằng lời kết quả hoạt động nhóm . - Các nhóm thảo luận - Dự kiến các câu hỏi của hs: + Tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở?
( X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí)
( X5: ghi lại kết quả từ hoạt động nhóm.
X6: trình bày các kết quả từ hoạt động nhóm một cách phù hợp
( P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí)
- Phương án kiểm chứng: GV yêu cầu hs thảo luận đưa ra các phương án tìm hiểu nghiên cứu của nhóm
- Yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày phương án kiểm chứng.
Hđ 4: Nghiên cứu tìm tòi
- GV yêu cầu hs nêu công thức tính và tính toán điện năng A và nhiệt lượng Q, từ đó so sánh và rút ra nhận xét + Nhóm 1: Tính điện năng A + Nhóm 2: Tính nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được + Nhóm 3: Tính nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận được - Gv theo dõi các nhóm làm và giúp đỡ - GV nhận xét, đánh giá + Tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được? - Hs thảo luận đưa ra các phương án. - Dự kiến phương án của hs: So sánh A và Q, rút ra nhận xét, lưu ý có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh - Các nhóm thảo luận hoàn thành phiếu học tập nhóm - Từng nhóm lên dán bảng kết quả nhóm mình. TNo H 16.1 Nước C1 = 4200J/ kgK m1 = 200g = 0,2 kg Bình Al m2 = 78g = 0.078kg I = 2,4 A R= 5Ω t = 300s ∆t = 9,5o C
C1. - Điện năng của dây dẫn chạy qua dây điện trở trong t = 300s.
A = I2Rt = (2,4)2 . 5 . 300 = 8640( J)
C2. - Nhiệt lượng nước thu vào để tăng lên 9,50C là:
Hđ 5: Kết luận, hệ thống hóa kiến thức
- Từ kết quả TNo kiểm
chứng yêu cầu hs so sánh A và Q và nhận xét. Từ đó nêu kết luận: phát biểu định luật.
- Vậy từ hệ thức của định luật hãy cho biết nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- So sánh A và Q
- HS ghi kết luận TNo kiểm chứng, ghi nội dung định luật vào vở - Hs trả lời: + Cường độ dòng điện I + Điện trở R + Thời gian t
- Nhiệt lượng ấm nhôm thu vào để tăng 9,50c là:
Q2 = m2c2∆t = 652,08 (J) - Nhiệt lượng nước và bình nhôm là:
Q = Q1 + Q2 = 868 (J)
C3. Q ≈ A
( P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí)
3. Phát biểu định luật:
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.
- Hệ thức của định luật Jun – Len xơ: Q = I2Rt - Trong đó:Q đo bằng J R đo bằng (Ω) I đo bằng (A) t đo bằng (s) - Năng lượng còn có đơn vị là calo
* Vận dụng thực tế: - Tại sao các thiết bị, đồ dùng điện như quạt điện, máy bơm nước, ấm điện, bàn là… khi sử dụng vỏ ngoài thiết bị sẽ nóng lên ?
* Tích hợp kiến thức toán
học, công nghệ:
Gv yêu cầu hs vận dụng kiến thức toán để giải thích:
- Các thiết bị và động cơ điện tỏa nhiệt là vô ích như quạt điện, máy bơm nước… cần giảm sự hao phí điện năng bằng cách nào?
- Gv: Trong ngành cơ khí, để chế tạo các thiết bị đó cần sử dụng vật liệu có điện trở suất như thế nào? Vì sao?
- Trong chế tạo bàn là, bếp điện, nồi cơm điện….tại sao phải dùng dây nikelin hoặc constantan có điện trở suất lớn?
- Tích hợp gd môn công
nghệ:
Em hãy nêu các phương án tiết kiệm điện năng trong sản xuất đồ dùng điện? - Gv uốn nắn, bổ sung: + Q có ích: cần dùng vật liệu - Dự kiến phương án trả lời của hs: vì khi sử dụng điện năng được biến đổi thành nhiệt năng - HS trả lời: Theo định luật Jun- lenxơ Q= I2Rt suy ra Q tỉ lệ thuận với R do vậy muốn giảm Q bằng cách giảm
điện trở nội R của chúng
- HS: Vì R= δ l/S nên R tỉ lệ thuận với δ suy ra vật liệu phải có điện trở suất nhỏ như đồng, nhôm… - Hs: Điện trở suất lớn thì điện trở lớn nên nhiệt lượng Q tỏa ra lớn tức là tăng tác dụng nhiệt và tiết kiệm điện năng.
- Hs trả lời dựa vào các nội dung ở trên
(K4: Vận dụng định luật Jun- lenxơ và kiến thức các môn học khác để giải thích được các hiện tượng, vấn đề thực tế có liên quan)
lớn để nhiệt lượng Q tỏa ra lớn + Q vô ích: cần dùng vật liệu có điện trở suất nhỏ tức là R nhỏ để nhiệt lượng Q tỏa ra nhỏ
- Giải thích tại sao cầu chì có tác dụng bảo vệ các thiết bị điện khi xảy ra sự cố dòng điện
- Cần phải làm gì để hạn chế
sự cố hỏa hoạn, cháy nổ do điện
- Tích hợp BVMT và biến
đổi khí hậu:
+ Trong đời sống hàng ngày, khi đun nấu: nên đun bằng bếp điện, nồi cơm điện, ấm điện hay đun bằng bếp than, bếp củi tốt hơn? Tại sao?
- Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, quá tải, cường độ dòng điện I tăng đột ngột nên nhiệt lượng Q tăng cao làm dây chì nóng chảy, bị đứt và làm ngắt mạch điện do vậy bảo vệ các đồ dùng điện không bị cháy hỏng - Hs trả lời dựa vào tổng kết các câu hỏi ở trên: + Sử dụng cầu chì, cầu dao tự động để bảo vệ mạng điện và các thiết bị điện. + Ngắt cầu dao, aptomat trước khi ra khỏi nhà
- Nên đun nấu bằng các đồ dùng điện tốt hơn . Vì nó có tác dụng bảo vệ môi trường tránh được các khí thải độc hại
- Tích hợp môn giáo dục công dân :
+ Nêu các phương án sử dụng tiết kiệm điện năng trong gia đình em?
- Gv uốn nắn, bổ sung, kết luận
* HĐ 3: Vận dụng:
- Gv tổ chức cho học sinh Chơi trò chơi " Mở miếng ghép":
Hs có thể chọn bất kì một miếng ghép nào để mở trước. Miếng ghép đó sẽ hiện ra một câu hỏi. Trả lời đúng câu hỏi, miếng ghép đó sẽ được mở ra
+ MG 1: Định luật Jun- Len xơ cho biết điện năng được biến đổi thành: A. Cơ năng B. Năng lượng AS C. Hóa năng D. Nhiệt năng. + MG 2: câu C4 + MG 3: câu C5. - Hướng dẫn hs làm C4: Q = I2Rt thì Q toả ra ở dây dẫn và ở bóng đèn khác nhau do yếu tố nào? - Hs thảo luận trả lời: + Chỉ sử dụng các thiết bị, đồ dùng điện khi cần thiết. + Trước khi ra khỏi nhà cần: Tắt các thiết bị, đồ dùng điện.
Ngắt cầu dao hoặc aptomat để giảm hao phí điện do tỏa nhiệt trên đường dây - HS làm các câu hỏi để mở các miếng ghép. - Hs giải thích theo sự hướng dẫn của gv C4:Vì cùng một dòng điện chạy qua thì nhiệt lượng tỏa ra tỉ lệ thuận với điện trở, mà dây tóc làm bằng vật liệu vonfram có điện trở suất lớn nên điện trở lớn nên Q tỏa ra lớn. Còn
dây tóc?
- GV hướng dẫn hs làm C5 + Tính điện năng mà ấm tiêu thụ.
+ Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước.
+ Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng
- Sau khi mở 3 miếng ghép sẽ hiện ra ảnh của 2 nhà bác học Jun và Len-xơ
* Tích hợp kiến thức môn
văn học, lịch sử:
+ Thông qua ảnh trên màn chiếu gv giới thiệu sơ qua về cuộc đời và sự nghiệp của nhà bác học Jun:
Jun là nhà vật lí học thực nghiệm người Anh. Cha ông là chủ một doanh nghiệp sản xuất bia giàu có. Ông không được học có hệ thống và chu đáo nhưng nhờ tự học và thực nghiệm ông đã tự khẳng định bản thân mình và chiếm lĩnh đỉnh cao tri thức
- Hs làm C5 theo sự hướng dẫn của gv
trở suất nhỏ nên điện trở nhỏ và Q tỏa ra nhỏ, mà nó lại truyền ra môi trường xung quanh nên dây nối hầu như không nóng lên C5: Ấm điện (220V - 1000W) U = 220V m = 2 kg. ∆t = 100 – 20 = 800C C = 4200J/kgk. t = ? Giải - Vì ấm điện sử dụng ở U = 220V nên tiêu thụ: P = 1000W - Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: A = Q ⇔ P . t = mC∆t ⇒ t = 1000 80 . 4200 . 2 . . ∆ = P t c m = = 672 (s).
vật lí chuyên ngành thời đó. Định luật Jun- Len xơ được công nhận vào năm 1844. - Qua cuộc đời và sự nghiệp của Jun em học tập và rút ra được điều gì?
+ Gv giới thiệu về Len xơ: Ông chào đời tại Dorpat (nay là Tartu) xứ Livonia thuộc ĐQ Nga. Ông đã học đại học Vật lí và hóa học tại ĐH Dorpat. Ông đã từng đi du hành vòng quanh thế giới từ 1823- 1826. Trong chuyến đi ông đã tìm hiểu về điều kiện khí hậu và tính chất vật lí của nước biển. Kết quả của chuyến đi này được ghi nhận trong tác phẩm " Những kí ức của viện Hàn lâm khoa học Sakt- Peterburg". Sau đó ông trở thành hiệu trưởng của ĐH Sakt- Peterbug. Ông đã phát hiện ra định luật năm 1842
- Qua cuộc đời và sự nghiệp của ông em học tập và rút ra được điều gì? - Dự kiến phương án trả lời của hs: phương pháp tự học, tự nghiên cứu, phương pháp học đi đôi với hành, luôn chăm chỉ, bồi dưỡng năng lực tự học, tự nghiên cứu.
- Dự kiến phương án trả lời của hs: Luôn nghiên cứu tìm tòi, học tập không ngừng, biết vận dụng vào thực tế.
Em hãy vận dụng môn văn
học, giáo dục công dân viết
một số câu ngắn hoặc sưu tầm các câu danh ngôn dán ở góc học tập để tạo động cơ, y chí học tập cho bản thân.
* HĐ 4: Tổng kết, hướng dẫn về nhà:
- GV: Em hãy phát biểu và viết hệ thức của định luật Jun- len xơ?
- Hướng dẫn về nhà: yêu cầu cá nhân hs hoàn thành nội dung theo sự phân công nhiệm vụ của nhóm( phụ lục 1 bên dưới)
- Đọc " Có thể em chưa biết"
* HĐ 5: Kiểm tra đánh giá kết quả học tập:
- GV yêu cầu hs hoàn thành "phiếu một phút" ( phụ lục 2 bên dưới)
- Gv thu lại phiếu để nhận thông tin ngược từ hs, từ đó điều chỉnh hoạt động
dạy- học cho phù hợp đối tượng hs. - Kiểm tra 15 phút. - Một hs trả lời, các em khác nhận xét, bổ sung - Hs thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên
* Phụ lục 1: Nhiệm vụ học tập ở nhà cho hs
Học sinh về nhà làm việc cá nhân theo sự phân công nhiệm vụ của nhóm:
- Mỗi nhóm hoàn thành bài thu hoạch: vận dụng các kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng, vấn đề trong thực tế:
1. Các thiết bị, đồ dùng điện như quạt điện, máy bơm nước, ấm điện, bàn là… khi sử dụng sẽ bị nóng lên
2. Vì sao cùng một dòng điện chạy qua trong một thời gian thì dây tóc bóng đèn nóng đến nhiệt độ cao và phát sáng còn dây nối bóng đèn hầu như không nóng lên.
3. Để chế tạo dây điện trở của bàn là, bếp diện, nồi cơm điện… cần sử dụng vật liệu có điện trở suất như thế nào? Vì sao?
4. Giải thích tại sao cầu chì có tác dụng bảo vệ các thiết bị điện khi xảy ra sự cố dòng điện
5. Cần phải làm gì để hạn chế sự cố hỏa hoạn, cháy nổ do điện 6. Nêu các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng trong gia đình em?
- Mỗi nhóm về nhà hoàn thành một bài tập trong" Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun- len xơ"
- Mỗi nhóm có thể vẽ tranh hoặc viết một số khẩu hiệu tuyên truyền về sử dụng tiết kiệm điện năng.
- Mỗi hs sưu tầm một số câu danh ngôn hoặc tự viết để dán ở góc học tập tạo động cơ, y chí phấn đấu cho bản thân
* Phụ lục 2: "Phiếu một phút"
1. Điều gì có ý nghĩa nhất mà em học được trong bài này ? ……… ………
………
2. Em còn câu hỏi gì không khi chúng ta kết thúc bài học này ? ……… ……… * Ghi chú:
- P1, P6, P8: các năng lực thành phần thuộc nhóm năng lực phương pháp.
- X5, X6, X8: các năng lực thành phần thuộc nhóm năng lực trao đổi thông tin.
- K4: năng lực thành phần thuộc nhóm năng lực liên quan đến sử dụng kiến thức vật lí
* Đề kiểm tra 15 phút :
1. Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên đến nhiệt độ cao còn dây nối bóng đèn hầu như không nóng lên.
2. Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở là R= 80Ω và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là I= 2,5A. Biết 1KWh giá 1500 đồng
Khoanh tròn vào chữ cái trước các phương án đúng: A. Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1h là 500J.
B. Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1h là 1800KJ.
C. Tiền điện phải trả cho việc sử dụng bếp trong 2 giờ là 1500 đồng D. Tiền điện phải trả cho việc sử dụng bếp trong 2 giờ là 15 000 đồng