Hoạt động 1 ( phút). Tìm hiểu sự biến đổi điện năng thành nhiệt năng.
a) Kể tên 1 vài dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng.
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
- Gv yêu cầu Hs quan sát H.13- 1 và Gv đưa thêm các dụng cụ : Bóng đèn dây tóc, đèn của bút thử điện. Từ đó Gv đặt câu hỏi:
? Trong các thiết bị trên, thiết bị nào biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng. Biến đổi thành
nhiệt năng và cơ năng? b) Kể tên vài dụng cụ, thiết bị biến đổi
điện năng thành nhiệt năng.
? Trong số các dụng cụ trên dụng cụ nào biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng.
- Hs căn cứ vào bảng điện trở suất của một số chất so sánh điện trở suất của dây đồng với các dây hợp kim.
- Gv: Các dụng cụ biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng có bộ phân chính là 1 đoạn dây bằng hợp kim (nikelin, constantan...). Hãy so sánh điện trở suất của các dây hợp kim này với dây đồng?
Hoạt động 2 ( phút). Xây dựng hệ thức biểu thị định luật Jun – len -xơ.
- Hs nêu công thức. - Q = A = I2Rt.
II. Định luật Jun – Lenxơ.
- Xét trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện I chạy qua tính bằng công thức nào?
- Vì điện năng được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng . áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng , nhiệt lượng toả ra ở dây Q = ?
Hoạt động 3 ( phút). Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra hệ thức biểu thị định luật Jun – Len - xơ.
- Hs đọc tìm hiểu thí nghiệm (sgk) và các giữ kiện thu được từ thí nghiệm kiểm tra.
- Gv đề nghị Hs nghiên cứu sgk . - Hs làm C1 (sgk):
A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640J.
? Tính điện năng A theo công thức đã viết ở trên.
Hs làm C2 (sgk):
+ Nhiệt lượng nước nhận được:
Q1 = c1m1∆t0 = 4200.0,2.9,5 = 7980J. + Nhiệt lượng bình nhận được:
Q2 = c2m2
0
t
∆ = 880.0,078.9,5 = 652,08J. + Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được: Q = Q1 + Q2 = 8632,08J.
? Viết công thức tính nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được, nhiệt lượng Q2 bình nhận được để đun sôi nước, từ đó tính nhiệt lượng Q = Q1 + Q2.
- Hs làm C3 (sgk): Q≈ A. Nếu tính cả nhiệt lượng truyền ra xung quanh thì A = Q.
? So sánh A với Q và nêu nhận xét. - Gv chốt kiến thức:
+ Q = I2Rt.
Hoạt động 4 ( phút). Phát biểu định luật Jun - Len – xơ.
- Hs phát biểu định luật, nêu tên đơn vị đo các đại lượng trong hệ thức của định luật.
- Gv thông báo mối quan hệ mà định luật Jun – len – xơ đề cập, đền nghị Hs phát biểu định luật.
Hoạt động 5 ( phút). Vận dụng, củng cố.
- Trả lời C4:
+ Dây tóc bóng đèn làm bằng hợp kim có
III. Vận dụng.
điện trở suất lớn nên RĐ lớn hơn Rd rất nhiều.
+ Q = I2Rt, mà IĐ = Id nên QĐ lớn hơn QD
rất nhiều có nghĩa là dây tóc bóng đèn nóng tới nhiệt độ cao – phát sáng còn dây nối hầu như không nóng lên.
Gv gợi ý: Có Q = I2Rt, vậy nhiệt lượng toả ra ở dây tóc bóng đèn và ở dây nối khác nhau ở yếu tố nào? Từ đó tìm ra câu trả lời cho C4.
- Cá nhân Hs làm C5: + Q = cm∆t0.
+ A = P.t
Theo định luật bảo toàn năng lượng A = Q
→ P.t = cm∆t0 672( ). 0 s P t cm t = ∆ = → Vậy t = 11 phút 12 giây. - Gv yêu cầu Hs làm C5 (sgk). + Gv gợi ý :
? Viết công thức tính Q theo khối lượng nước , nhiệt dung riêng và độ tăng nhiệt độ.
? Viết công thức tính điện năng tiêu thụ trong thời gian t để toả ra nhiệt lượng cần thiết trên đây, từ đó tìm t.