Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Hà Văn Lập
Ngày gửi: 22h:20' 10-11-2022
Dung lượng: 6.3 MB
Số lượt tải: 484
Nguồn:
Người gửi: Hà Văn Lập
Ngày gửi: 22h:20' 10-11-2022
Dung lượng: 6.3 MB
Số lượt tải: 484
HỘI THI GIÁO VIÊN DẠY GIỎI CẤP HUYỆN 2022 - 2023
Giáo viên dự thi : Bùi Thị Hưởng
Trường THCS Đăk ơ
Dạy
tốt
Học tốt
ĐIỆN NĂNG
Là năng
lượng của
dòng điện
Quang năng
Nhiệt năng
Cơ năng
Hoá năng
BÀI 16
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
NHIỆM VỤ HỌC TẬP: HOẠT ĐỘNG NHÓM
NHÓM 1: Tìm các dụng cụ biến đổi điện năng thành nhiệt
năng và quang năng
NHÓM 2: Tìm dụng cụ điện biến đổi điện năng thành nhiệt
năng và cơ năng
NHÓM 3 VÀ 4: Tìm dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng
thành nhiệt năng
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.
Nhiệt năng + Quang năng: Vd đèn sợi đốt, đèn compact, ….
ĐIỆN NĂNG
Nhiệt năng + Cơ năng: Vd Quạt điện, máy bơm nước, máy
khoan,…….
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
VD: nồi cơm điện, bếp điện, bàn là điện,…
Dây Constantan
Hãy so sánh điện trở
suất của các dây dẫn
hợp kim này với các
dây dẫn bằng đồng.
Dây Đồng
1,7.10
-8
Ωm
Dây Nikêlin
0,4.10
-6
Dây Constantan
Ωm
0,5.10
-6
1,7.10-8 < 0,4.10-6 < 0,5.10-6
Vậy:
Cu Nikelin Cons tan tan
Ωm
Hoặc dây Nikêlin
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
Điện năng A
A= P. t = I2.R.t
Biến đổi hoàn toàn
Nhiệt năng Q
Q = I2.R.t
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
1. Hệ thức của định luật
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường
độ I chạy qua trong thời gian t là: Q = I2Rt
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm
kiểm tra
Mô phỏng thí
nghiệm:60
K
5
55
10
50
15
45
40
35
20
30
_
V
34,50C
25
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4A ;
A
+
R = 5Ω
t =5 phút= 300s ;
t =34,5-25= 9,50C
250C
BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
1. Hệ thức của định luật
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
C1: TỔ 1,3: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy
qua dây điện trở trong thời gian trên.
A = I2Rt
C2: TỔ 2,4: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình
nhôm nhận được trong thời gian đó.
Q = (m 1.c1+ m2 c2) . ∆t
C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có
một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g =0,078kg
c1 = 4
200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+A=?
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g =0,078kg
c1 = 4
200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
C1: A = ?
C2: Q= ?
C3: So sánh A với Q.
C1. Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua
dây điện trở trong thời gian 300s.
Điện năng dòng điện chạy qua qua dây dẫn là:
A= I2.R.t = 2,42 .5.300 = 8640 (J)
C2. Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm
nhận được trong thời gian đó.
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:
Q = Q1 + Q2 = (m1.c1 + m2.c2).∆t0
= (0,2.4200 + 0,078.880).9,5
= 8632,08 (J)
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
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.
Q = 8632,08 J
A = 8640 J
Ta thấy Q A
Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh
thì: Q = A
3. Phát biểu định luật
Q = I2Rt
Trong đó:
- I: đo bằng ampe (A)
- R: đo bằng ôm (Ω)
- t: đo bằng giây (s)
- Q: đo bằng jun (J)
J.P.Jun
H.Len-xơ
Nhiệt lượng toả 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.
Lưu ý: Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của
định luật Jun – Len-xơ là Q = 0,24 I2Rt (Calo)
Ý nghĩa: Dựa vào nội dung và hệ thức của định luật Jun-Lenxo,
người ta có thể tính toán được nhiệt năng tỏa ra. Qua đó lựa chọn được
những nguyên liệu phù hợp để chế tạo các thiết bị cũng như mục đích
sử dụng của chúng. Các thiết bị có toàn bộ điện năng biến đổi thành
nhiệt năng cần sử dụng dây dẫn được làm từ các dây hợp kim có điện
trở suất lớn như Nikêlin hoặc Constantan.
*GDBVMT:
- Đối với các thiết bị đốt nóng như: bàn là, bếp
điện, lò sưởi việc tỏa nhiệt là có ích. Nhưng một số
thiết bị khác như: động cơ điện, các thiết bị điện tử
gia dụng khác việc tỏa nhiệt là vô ích.
- Biện pháp GDBVMT: để tiết kiệm điện năng cần
giảm sự tỏa nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện
trở nội của chúng.Không nên sử dùng máy quá lâu
hoặc để máy quá nóng.
C4: Tại sao cùng một
dòng điện chạy qua thì
dây tóc bóng đèn nóng
sáng lên tới nhiệt độ
cao, còn dây nối với
bóng đèn hầu như
không nóng lên?
C4: Ta có: RCu nối tiếp Rdt nên ICu = Idt và t như nhau
Theo định luật Jun-Lenxo: Q = I2Rt
Mà Cu =1,7.10-8Ωm < dt = 5,5.10-8Ωm
-
RCu < Rdt
QCu < Qdt
=> Dây dẫn nóng ít, dây tóc nóng nhiều đến phát sáng
Câu 1: Định luật Jun-Lenxơ cho biết điện năng biến đổi
thành dạng năng lượng nào?
A. Cơ năng.
B. Hoá năng.
C. Nhiệt năng.
D. Năng lượng ánh sáng.
C
Câu 2:Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là biểu
thức của định luật Jun-Lenxơ?
A. Q = I².R.t
B. Q = I.R².t
C. Q = I.R.t
D. Q = I².R².t
A
Câu 3: Dòng điện có cường độ I = 1,25A chạy qua dây
dẫn có điện trở R= 176 Nhiệt lượng tỏa ra trên dây
dẫn đó trong 15 phút là:
A. 247 500J.
B. 59 400calo
C. 59 400J.
D. A và B đúng
A
Câu 4: Mắc các dây dẫn vào một HĐT không đổi. Trong cùng một khoảng
thời gian thì nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào
điện trở dây dẫn?
A. Tăng gấp đôi khi điện trở dây dẫn tăng gấp đôi
B. Tăng gấp đôi khi điện trở dây dẫn giảm đi một nửa
C. Tăng gấp 4 khi điện trở dây dẫn giảm đi một nửa
D. Giảm một nửa khi điện trở dây dẫn tăng 4 lần
A
Củng Cố
* Nếu Q tính bằng đơn vị Calo thì hệ thức : Q = 0,24.I2Rt
Bai 17:
ĐỊNH LUẬT
JUN - LENXƠ
J.P.Jun
H.Lenxô
Giảm hao phí điện do tỏa
nhiệt trên điện trở
Câu 8: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun
sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 20oC. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt
lượng toả ra môi trường. Tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước
là 4200J/kg.K
Giải:
Tóm tắt:
U=220V
Pđm =1000W
V = 2l => m = 2kg
t01 = 200C ;
t02 = 1000C;
c = 4200 J/kg.K.
t=?
Vì ấm nhôm sử dụng ở U = Uđm = 220V => P = Pđm= 1000W
Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra môi
trường ta có:
A=Q
P.t = mc(t02 – t01)
mc(t20 t10 ) 2.4200.(100 20)
672( s)
Thời gian đun sôi nước là : t
P
1000
CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
Hãy nêu nguyên tắc hoạt động của cầu
chì?
Cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ điện, khi có sự cố, cường độ dòng
điện tăng lên quá mức cho phép, dây cầu chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch
tự động tránh được tổn thất.
Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện
định mức:
Cường độ dòng
điện định mức (A)
Tiết diện dây
đồng (mm2)
Tiết diện dây chì
(mm2)
1
2,5
10
0,1
0,5
0,75
0,3
1,1
3,8
Giáo viên dự thi : Bùi Thị Hưởng
Trường THCS Đăk ơ
Dạy
tốt
Học tốt
ĐIỆN NĂNG
Là năng
lượng của
dòng điện
Quang năng
Nhiệt năng
Cơ năng
Hoá năng
BÀI 16
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
NHIỆM VỤ HỌC TẬP: HOẠT ĐỘNG NHÓM
NHÓM 1: Tìm các dụng cụ biến đổi điện năng thành nhiệt
năng và quang năng
NHÓM 2: Tìm dụng cụ điện biến đổi điện năng thành nhiệt
năng và cơ năng
NHÓM 3 VÀ 4: Tìm dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng
thành nhiệt năng
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.
Nhiệt năng + Quang năng: Vd đèn sợi đốt, đèn compact, ….
ĐIỆN NĂNG
Nhiệt năng + Cơ năng: Vd Quạt điện, máy bơm nước, máy
khoan,…….
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
VD: nồi cơm điện, bếp điện, bàn là điện,…
Dây Constantan
Hãy so sánh điện trở
suất của các dây dẫn
hợp kim này với các
dây dẫn bằng đồng.
Dây Đồng
1,7.10
-8
Ωm
Dây Nikêlin
0,4.10
-6
Dây Constantan
Ωm
0,5.10
-6
1,7.10-8 < 0,4.10-6 < 0,5.10-6
Vậy:
Cu Nikelin Cons tan tan
Ωm
Hoặc dây Nikêlin
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
Điện năng A
A= P. t = I2.R.t
Biến đổi hoàn toàn
Nhiệt năng Q
Q = I2.R.t
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
1. Hệ thức của định luật
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường
độ I chạy qua trong thời gian t là: Q = I2Rt
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm
kiểm tra
Mô phỏng thí
nghiệm:60
K
5
55
10
50
15
45
40
35
20
30
_
V
34,50C
25
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4A ;
A
+
R = 5Ω
t =5 phút= 300s ;
t =34,5-25= 9,50C
250C
BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
1. Hệ thức của định luật
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
C1: TỔ 1,3: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy
qua dây điện trở trong thời gian trên.
A = I2Rt
C2: TỔ 2,4: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình
nhôm nhận được trong thời gian đó.
Q = (m 1.c1+ m2 c2) . ∆t
C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có
một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g =0,078kg
c1 = 4
200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+A=?
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
m2= 78g =0,078kg
c1 = 4
200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
C1: A = ?
C2: Q= ?
C3: So sánh A với Q.
C1. Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua
dây điện trở trong thời gian 300s.
Điện năng dòng điện chạy qua qua dây dẫn là:
A= I2.R.t = 2,42 .5.300 = 8640 (J)
C2. Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm
nhận được trong thời gian đó.
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:
Q = Q1 + Q2 = (m1.c1 + m2.c2).∆t0
= (0,2.4200 + 0,078.880).9,5
= 8632,08 (J)
ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
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.
Q = 8632,08 J
A = 8640 J
Ta thấy Q A
Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh
thì: Q = A
3. Phát biểu định luật
Q = I2Rt
Trong đó:
- I: đo bằng ampe (A)
- R: đo bằng ôm (Ω)
- t: đo bằng giây (s)
- Q: đo bằng jun (J)
J.P.Jun
H.Len-xơ
Nhiệt lượng toả 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.
Lưu ý: Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của
định luật Jun – Len-xơ là Q = 0,24 I2Rt (Calo)
Ý nghĩa: Dựa vào nội dung và hệ thức của định luật Jun-Lenxo,
người ta có thể tính toán được nhiệt năng tỏa ra. Qua đó lựa chọn được
những nguyên liệu phù hợp để chế tạo các thiết bị cũng như mục đích
sử dụng của chúng. Các thiết bị có toàn bộ điện năng biến đổi thành
nhiệt năng cần sử dụng dây dẫn được làm từ các dây hợp kim có điện
trở suất lớn như Nikêlin hoặc Constantan.
*GDBVMT:
- Đối với các thiết bị đốt nóng như: bàn là, bếp
điện, lò sưởi việc tỏa nhiệt là có ích. Nhưng một số
thiết bị khác như: động cơ điện, các thiết bị điện tử
gia dụng khác việc tỏa nhiệt là vô ích.
- Biện pháp GDBVMT: để tiết kiệm điện năng cần
giảm sự tỏa nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện
trở nội của chúng.Không nên sử dùng máy quá lâu
hoặc để máy quá nóng.
C4: Tại sao cùng một
dòng điện chạy qua thì
dây tóc bóng đèn nóng
sáng lên tới nhiệt độ
cao, còn dây nối với
bóng đèn hầu như
không nóng lên?
C4: Ta có: RCu nối tiếp Rdt nên ICu = Idt và t như nhau
Theo định luật Jun-Lenxo: Q = I2Rt
Mà Cu =1,7.10-8Ωm < dt = 5,5.10-8Ωm
-
RCu < Rdt
QCu < Qdt
=> Dây dẫn nóng ít, dây tóc nóng nhiều đến phát sáng
Câu 1: Định luật Jun-Lenxơ cho biết điện năng biến đổi
thành dạng năng lượng nào?
A. Cơ năng.
B. Hoá năng.
C. Nhiệt năng.
D. Năng lượng ánh sáng.
C
Câu 2:Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là biểu
thức của định luật Jun-Lenxơ?
A. Q = I².R.t
B. Q = I.R².t
C. Q = I.R.t
D. Q = I².R².t
A
Câu 3: Dòng điện có cường độ I = 1,25A chạy qua dây
dẫn có điện trở R= 176 Nhiệt lượng tỏa ra trên dây
dẫn đó trong 15 phút là:
A. 247 500J.
B. 59 400calo
C. 59 400J.
D. A và B đúng
A
Câu 4: Mắc các dây dẫn vào một HĐT không đổi. Trong cùng một khoảng
thời gian thì nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào
điện trở dây dẫn?
A. Tăng gấp đôi khi điện trở dây dẫn tăng gấp đôi
B. Tăng gấp đôi khi điện trở dây dẫn giảm đi một nửa
C. Tăng gấp 4 khi điện trở dây dẫn giảm đi một nửa
D. Giảm một nửa khi điện trở dây dẫn tăng 4 lần
A
Củng Cố
* Nếu Q tính bằng đơn vị Calo thì hệ thức : Q = 0,24.I2Rt
Bai 17:
ĐỊNH LUẬT
JUN - LENXƠ
J.P.Jun
H.Lenxô
Giảm hao phí điện do tỏa
nhiệt trên điện trở
Câu 8: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun
sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 20oC. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt
lượng toả ra môi trường. Tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước
là 4200J/kg.K
Giải:
Tóm tắt:
U=220V
Pđm =1000W
V = 2l => m = 2kg
t01 = 200C ;
t02 = 1000C;
c = 4200 J/kg.K.
t=?
Vì ấm nhôm sử dụng ở U = Uđm = 220V => P = Pđm= 1000W
Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra môi
trường ta có:
A=Q
P.t = mc(t02 – t01)
mc(t20 t10 ) 2.4200.(100 20)
672( s)
Thời gian đun sôi nước là : t
P
1000
CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
Hãy nêu nguyên tắc hoạt động của cầu
chì?
Cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ điện, khi có sự cố, cường độ dòng
điện tăng lên quá mức cho phép, dây cầu chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch
tự động tránh được tổn thất.
Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện
định mức:
Cường độ dòng
điện định mức (A)
Tiết diện dây
đồng (mm2)
Tiết diện dây chì
(mm2)
1
2,5
10
0,1
0,5
0,75
0,3
1,1
3,8
 







Các ý kiến mới nhất