Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài 16: Định luật Jun – len xơ - Trường THCS Nguyễn Huệ

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài 16: Định luật Jun – len xơ - Trường THCS Nguyễn Huệ

1. V Â T L Ý 9
2. KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Viết công thức tính công của dòng điện. Cho biết tên và đơn vị của các đại lượng có trong công thức? Đáp án câu 1: Công thức: A= U.I.t A : Công của dòng điện(J) Trong đó: U: Hiệu điện thế(V) I: Cường độ dòng điện(A) t : Thời gian dòng điện chạy qua(s)
3. Câu 2: Điện năng là gì? Điện năng có thể chuyển hóa thành những dạng năng lượng nào? Điện năng là năng lượng của dòng điện Cơ năng Điện năng Quang năng Nhiệt năng
4. Ngoài ra nếu bài toán cho P, I,R,t. Tính công của dòng điện bằng những công thức nào? A = P.t = I2.R.t Muốn tính nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên ta dùng công thức nào? Q = m.c.∆t 4
5. Bóng đèn Máy bơm nước Bàn ủi Điện năng => Nhiệt năng + Quang năng Dòng điện chạy qua các vật dẫn thường gây ra Điện năng => cơ năng + nhiệt năng tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộcĐiện vào năng yếu => tốnhiệt nào? năng
6. BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LEN XƠ
7. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ Đèn dây tóc Máy bơm nước Quạt điện Đèn huỳnh quang Máy khoan Nồi cơm điện Ấm điện Đèn compắc Bàn là
8. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ Điện năng -> nhiệt Điện năng -> nhiệt Biến đổi toàn bộ điện năng + năng lượng năng + cơ năng: năng -> nhiệt năng: ánh sáng: Máy bơm nước Đèn dây tóc Nồi cơm điện Đèn huỳnh Máy khoan quang Bàn là Đèn compắc Quạt điện Ấm điện 8
9. BÀI 16: 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 a. Điện năng -> nhiệt năng + năng lượng ánh sáng: Bóng đèn dây tóc, Đèn huỳnh quang, Đèn compắc b. Điện năng -> nhiệt năng + cơ năng: Máy bơm nước,quạt điện, máy khoan 2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng a. Điện năng -> nhiệt năng : Ấm điện, nồi cơm điện, bếp điện, bàn là điện ( bàn ủi) 9
10. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG 2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng a. Ví dụ: Ấm điện, nồi cơm điện, bếp điện, bàn là điện ( bàn ủi) 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 của dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan với các dây Dây Constantan dẫn bằng đồng. Dây Dây Đồng Dây Nikêlin Constantan -8 -6 1,7.10 Ωm 0,4.10 Ωm 1,7.10-8 < 0,4.10-6 < 0,5.10-6 Bếp điện Vậy: Hoặc dây Nikêlin Cu Constantan Nikelin
11. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN XƠ 1. Hệ thức của định luật Biến đổi hoàn toàn Điện năng A Nhiệt năng Q A= P. t = I2.R.t Q = I2.R.t
12. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ 1. Hệ thức của định luật: Q = I2Rt 2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra Mục đích của thí nghiệm là gì? Kiểm tra hệ thức định luật Jun – Lenxơ Em hãy mô tả thí nghiệm và nêu tác dụng của các dụng cụ điện có trong thí nghiệm ?
13. Mô phỏng thí nghiệm: K _ + 60 55 5 10 V 50 A 45 15 34,50C 40 20 35 25 30 t =5 phút= 300s ; 250C t =34,5-25= 9,50C
14. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ 1. Hệ thức của định luật: Q = I2Rt 2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra Hình 16.1 mô tả thí nghiệm xác định điện năng sử dụng và nhiệt lượng tỏa ra. Khối lượng 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 dây là R=5. Sau thời gian t=300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng Hình 16.1 t=9,50C. Biết nhiệt dung riêng nước là c1=4200J/kg.K và của nhôm c2= 880J/kg.K
15. 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 Tóm tắt: C1:Hãy tính điện năng A của dòng điện m1= 200g = 0,2kg chạy qua dây điện trở trong thời gian m2= 78g =0,078kg 300 s . c1 = 4 200J/kg.K C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và c2 = 880J/kg.K bình nhôm nhận được trong thời gian I = 2,4(A) trên. R = 5() t = 300(s) C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, t0 = 9,50C lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng C1: A = ? truyền ra môi trường xung quanh. C2: Q= ? C3: So sánh A và Q.
16. 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: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian 300s. A = I2Rt C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian trên. Q = m.c.∆t Q = QNước1 + QNhôm2
17. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ : 2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra Tóm tắt: C1: Điện năng A của dòng điện chạy m1= 200g = 0,2kg qua dây điện trở trong thời gian trên 2 2 m2= 78g =0,078kg là : A = I Rt = (2,4) .5.300 = 8640 (J) c1 = 4 200J/kg.K C1: Nhiệt lượng Q mà nước và bình c2 = 880J/kg.K I = 2,4(A) nhôm nhận được là: 0 0 R = 5() Q = Q1 + Q2 = m1.c1.∆t + m2.c2.∆t t = 300(s) t0 = 9,50C =0,2.4200.9,5 + 0,078.880.9,5 C1: A = ? C2: Q= ? = 7980 +652,08 =8632,08 (J) C3: So sánh A và Q.
18. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ 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 quanh. A = 8640 J Q = 8632,08 J Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì: Q = A
19. J.P.Jun H.Len-xô Mối quan hệ giữa Q,I,R và t trên đây đã được nhà vật lí người Anh J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889) và nhà vật lí học người Nga H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865) đã độc lập tìm ra bằng thực nghiệm và được phát biểu thành định luật mang tên hai ông: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ 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.
20. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ Q = I2Rt I: là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A) R: Là điện trở ( ) Trong đó: t: là thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s) Q: là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J) Lưu ý: Nếu nhiệt lượng Q đo bằng Calo Q = 0,24I2Rt (Cal) 1J = 0,24 Cal ; 1Cal = 4,18J
21. Tránh mua Để giảmNên sự tỏasử nhiệt của dây dẫndụng điện, dây thiết bị điện cần Có thương hiệu,dẫn đúng điện dây điện dỏm, VìĐể chúng giảm điệnpha trởnhiều nội, tạp tiêu chuẩn kĩ thuật về an không rõ nguồn chất,tiết kiệm dễ tỏa điện nhiệt năng gây và toàn điện, nguồn gốc rõ gốc cháy,không chập gây điện hỏa nguyhoạn ràng hiểmkhi sử đến dụng. tính mạng con người và tài sản.
22. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ Đèn dây tóc Đèn compắc Đèn huỳnh quang Trong các loại đèn trên chúng ta nên sử dụng loại đèn nào? Vì sao Trong các loại đèn trên chúng ta nên sử dụng loại đèn compắc, Đèn huỳnh quang Vì có hiệu suất phát sáng cao tiết kiệm điện, giảm Chi tiêu cho gia đình, cơ quan trường học, xí nghiệp
23. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ Sử dụng đèn sợi đốt trong chiếu sáng, vì không nên Hiệu suất phát sáng thấp dưới 10%, không tiết kiệm. Tuổi thọ không cao
24. Hãy hưởng ứng Giờ Trái Đất là sự kiện quốc tế hàng năm, do Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên phát động khuyến khích mọi người tắt đèn điện và các thiết bị điện không ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt trong một giờ, từ 20h30-21h30 ngày thứ 7 cuối tháng ba hàng năm. Bắt đầu từ Sydney nước Úc năm 2007. Việt Nam tham gia Giờ Trái Đất từ năm 2009. Hiện nay logo của Giờ Trái Đất được thêm dấu “+” sau số 60 với ý nghĩa Giờ Trái Đất không chỉ dừng lại ở 60 phút mà còn nhiều hơn thế nữa. Mục đích của sự kiên này nhằm đề cao việc tiết kiệm điện, làm giảm lượng khí thải điôxít cacbon gây ra hiệu ứng nhà kính khiến trái đất nóng lên và biến đổi khí hậu toàn cầu. Nhắc nhở mọi người hãy hành động thường xuyên hơn trong việc bảo vệ môi trường hành tinh xanh của chúng ta.
25. Là một học sinh em đã, đang và sẽ làm gì để tiết kiệm năng lượng bảo vệ môi trường sống của chúng ta? Nhắc nhở mọi người xung quanh cùng tiết kiệm năng lượng như: Tắt các thiết bị điện không cần thiết, không bỏ thừa mứa thức ăn, phân loại rác, bỏ rác đúng nơi quy định,sử dụng tiết kiệm giấy trong học tập và việc làm .
26. III.VẬN DỤNG 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? -8 ρ = 5,5.10-8Ωm ρđồng = 1,7.10 Ωm nhỏ hơn Vônfram => R dây đồng nhỏ . hơnR dây vônfram của đèn Theo ĐL Jun-Lenxơ, Q tỏa ra tỉ lệ thuận với điện trở R dây. Nên ở dây đồng Q tỏa ra nhỏ hơn Q tỏa ra ở dây vônfram của đèn, vì vậy dây đồng không nóng còn dây vônfram nóng đỏ và phát sáng.
27. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ III. VẬN DỤNG C5: 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: Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt U=220V lượng toả ra môi trường thì: P =1000W A = Q 0 0 V = 2l => m = 2kg P.t = mc(t 2 – t 1) nên 0 0 t 1 = 20 C ; Thời gian đun sôi nước là : t0 = 1000C; 2 mc(t 0 −t 0 ) 2.4200.(100 − 20) c = 4200 J/kg.K. t = 2 1 = = 672(s) t = ? P 1000
28. Chọn đáp án đúng nhất 3/ Nếu Q tính bằng calo thì biểu thức nào là 12//4 ĐịnhTrong/ Chọn luật các phép biểuJun biến – thứcLen đổi- sauxơ đúng: cho đây, biết biểu điệnthức năng nào làbiến của định luật Jun – Len-xơ : đổicủa thành:định luật Jun – Lenxơ: 2 2 A.A. 1J Q == 0,42calIR t B. 1cal B. Q = =4,8J 0,42IR t 2 2 2 A.A.C. Năng Q = lượngI2Rt ánh sáng B. Q D.= I QB.R = t Nhiệt0,24 Inăng2Rt C. 1J = 3,18cal D. 1 J = 0,24 cal C.C. Cơ Q năng = IRt D. Q =D. IR Hóa2t năng Lưu ý: Q = 0,24I2Rt (Cal) 1J = 0,24 Cal ; 1Cal = 4,18J
29. Củng Cố A = Q * Nếu Q tính bằng đơn vị Calo thì hệ thức : Q = 0,24.I2Rt Bai 17: ĐỊNH LUẬT JUN - LENXƠ J.P.Jun H.Len- xô Giảm hao phí điện do tỏa nhiệt trên điện trở
30. 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 Tiết diện dây Tiết diện dây chì định mức (A) đồng (mm2) (mm2) 1 0,1 0,3 2,5 0,5 1,1 10 0,75 3,8
31. - Học bài theo vở ghi và SGK phần ghi nhớ. -Làm bài tập ở SBT từ bài: 16-17.1 đến 16- 17.3 /SBT/tr42 - Dựa vào phần hướng dẫn ở SGK chuẩn bị trước 3 bài tập ở SGK trang 47 - Đọc thêm phần “Có thể em chưa biết”