Đang tải... (xem toàn văn)
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 cường độ I chạy qua trong thời gian t được tính bằng công thức nào?.[r]
(1)1 (2) TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG Một phần điện biến đổi thành nhiệt Toàn điện biến đổi thành nhiệt kể tên ba dụng cụ biến đổi Hãy kể tên ba dụng cụsuất điện có thể Hãy kể tên batrở dụng cụcủa biến đổi ĐiệnHãy trở suất nikêlim lớn Hãy so sánh điện dây phần điện thành nhiệt biến đổi toàn điện thành phần điện thành nhiệt điện trở suất đồng sấp xỉ 23,5 dẫn hợp kim Nikêlin với dây dẫn và phần điện nhiệt năng? và phần điện lần đồng ? thành lượng thànhnăng ? ánh sáng? §Ìn tuýp M¸y sÊy tãc Bµn lµ §Ìn com p¾c M¸y b¬m nưíc M¸y khoan 12V-6W Bót thö ®iÖn §Ìn d©y tãc §Ìn LED Nåi c¬m ®iÖn Má hµn (3) TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG Một phần điện biến đổi thành nhiệt Toàn điện biến đổi thành nhiệt II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ Hệ thức định luật Q = I2Rt Trường hợp điện biến đổi hoàn toàn thành nhiệt thì nhiệt lượng toả dây dẫn điện trở R có dòng điện cường độ I chạy qua thời gian t tính công thức nào? Viết công thức tính điện tiêu Điện thụ theonăng I,R,ttiêu ? thụ theo I,R,t : A= UIt = I2Rt Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá lượng: A = Q Nên suy ra: Q = I2Rt (4) TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG Một phần điện biến đổi thành nhiệt Toàn điện biến đổi thành nhiệt II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ Hệ thức định luật Q = I2Rt Xử lý kết thí nghiệm kiểm tra Mô tả thí nghiệm xác định điện sử dụng và nhiệt lượng tỏa Khối lượng nước m1= 200g đựng bình nhôm có khối lượng m2 = 78g ,được đun nóng dây điện trở Điều chỉnh biến trở để ampe kế I= 2,4 A và kết hợp với số vôn kế , biết điện trở dây Ω là R= Sau thời gian t =300s nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng ∆t = 9,50C Biết nhiệt dung riêng nước là c1 = 4200J/kg.K, nhôm là c2 = 880J/kg.K (5) XỬ LÝ KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM KIỂM TRA: K m1 = 200g = 0,2 kg m2 = 78g = 0,078 kg I = 2,4A ; R = 5Ω t = 300s ; t0= 9,50C c1 = 200J/kg.K c2 = 880J/kg.K Tính: A = ?; Q= ? So sánh Q với A A V c (6) XỬ LÝ KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM KIỂM TRA: Cho biết: m1= 200g = 0,2kg m2= 78g = 0,078kg c1 = 200J/kg.K c2 = 880J/kg.K I = 2,4(A) R = 5() t = 300(s) t = 9,50C Tính: A = ?; Q= ? So sánh Q với A Câu C1: Hãy tính điện A dòng điện chạy qua dây điện trở thời gian : 300s Câu C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận thời gian 300s Câu C3: So sánh A với Q và nêu nhận xét (7) TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ C1: Điện A dòng điện chạy qua dây điện trở: A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 640J C2: Nhiệt lượng Q1 nước nhận được: Q1 = c1m1t0 = 4200.0,2.9,5 = 980 (J) Nhiệt lượng Q2 bình nhôm nhận được: Q2 = c2m2t0 = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J) Nhiệt lượng Q bình và nước nhận được: Q = Q1+ Q2 = 7980 + 652,08 = 632,08 (J) C3: Ta thấy Q A Nếu tính phần nhiệt lượng truyền môi trường xung quanh thì: Q = A (8) TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG Một phần điện biến đổi thành nhiệt Toàn điện biến đổi thành nhiệt II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ Hệ thức định luật Q = I2Rt Xử lý kết qả thí nghiệm kiểm tra Phát biểu định luật Nhiệt lượng toả dây dẫn có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua (9) TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG Một phần điện biến đổi thành nhiệt Toàn điện biến đổi thành nhiệt Hệ thức định luật Jun –Len-xơ: II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ Hệ thức định luật Q = I2Rt Xử lý kết thí nghiệm kiểm tra Phát biểu định luật Nhiệt lượng toả dây dẫn có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua Lưu ý: Nếu Q đo Calo thì hệ thức định luật Jun-Lenxơ là: Q = 0,24I2Rt 1Jun = 0,24Calo (10) James Prescott Joule (1818-1889) Người Anh Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865) Người Nga (11) TIẾT 17: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG Một phần điện biến đổi thành nhiệt Toàn điện biến đổi thành nhiệt II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ Hệ thức định luật Q = I2Rt Xử lý kết thí nghiệm kiểm tra Phát biểu định luật III VẬN DỤNG: C4 chạycùng qua dây C4.Dòng Tại điện với mộttóc bóng dây nối cùng dòng đèn điệnvàchạy quađều thìcódây cường độ đèn dòng nóng điện lên vì chúng tóc bóng tới mắc tiếp cònTheo địnhvới luật nhiệtnối độ cao, dây nối Jun Len-xơ thì Qnhư ~ R,không dây tóc bóng– đèn thì hầu bóng nóng đèn lên? có R lớn nên Q toả lớn đó dây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ít và truyền phần cho môi trường xung quanh, đó dây nối không nóng lên (12) C5: Một ấm điện có ghi 220V- 1000W sử dụng với hiệu điện 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 trường,tính thời gian đun sôi nước Biết nhiệt dung riêng nước là 4200J/kgK Bài giải Tóm tắt Gọi t là thời gian cần để đun sôi nước Uđm = 220V Điện tiêu thụ ấm thời gian t: Pđm = 1000W Vì: U = Uđm, Nên P = P đm = 1000(W) U = 220V Do đó: A = P t = 1000.t (J) V = 2l Suy ra: m = 2kg Nhiệt lượng cần cung cấp để 2l nước 20 C đến sôi: Q = m.c.t = m.c.(t2 – t1 0) t10 = 200 C = 2.4200.(100 – 20) = 672000(J) t2 = 1000 C C = 4200J/kg.K Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá lượng: A=Q Hay: 1000.t = 672000 t=? Suy ra: t = 672000 : 1000 = 672(s) Vậy thời gian đun sôi nước là 672(s) Đáp số: 672(s) (13) CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT * Tuỳ theo vật liệu và tiết diện mà các dây dẫn chịu dòng điện có cường độ định Quá mức đó, theo định luật Jun – Len-xơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm cháy vỏ bọc và gây hoả hoạn Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với dụng cụ điện, có cố cường độ dòng điện tăng quá mức cho phép, thì dây chì nóng chảy và ngắt mạch điện, tránh tổn thất Vì dây chì và dây dẫn điện phải có tiết diện tính toán phù hợp với cường độ dòng điện định mức Tiết diện dây đồng và dây chì quy định theo cường độ dòng điện định mức: Cường độ dòng điên định Tiết diện dây đồng Tiết diện dây chì (mm2) (mm2) mức (A) 2,5 10 0,1 0,5 0,75 0,3 1,1 3,8 (14) BÀI TẬP: 16-17.5/ T23SBT Một dây dẫn có điện trở 176 mắc vào hiệu điện 220V Tính nhiệt lượng dây dẫn toả 30phút? Giải Cho biết: R = 176 U = 220V t = 30’ = 1800s Tính: Q=? Cường độ dòng điện qua dây dẫn: U 220 I 1.25 A R 176 Nhiệt lượng toả dây dẫn 30 phút là: Q = I2Rt = 1,252.176.1800 = 495000J (15) HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ -Học thuộc ghi nhớ, nắm vững các kiến thức bài -Đọc mục: “Có thể em chưa biết” -BTVN: 16-17.1 đến 16-17.11 (SBT) -Chuẩn bị bài mới: “Bài tập vận dụng định luật Jun – Len xơ” (16) 16 (17) 17 (18)