›
›
›

Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài 16: Định luật Jun-lenxơ - Trường THCS Quách Văn Phẩm

I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng

a. Các dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng:

Bóng đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compắc…

Hiệu suất phát sáng của một số bóng đèn:

       Bóng đèn dây tóc: 10 – 15 lumen/W.

       Bóng đèn com pắc: 45 – 60 lumen/W.

       Bóng đèn huỳnh quang T10: 50 – 55lumen/W.

.

ppt 20 trang BaiGiang.com.vn 30/03/2023 6160
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài 16: Định luật Jun-lenxơ - Trường THCS Quách Văn Phẩm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pptbai_giang_vat_li_lop_9_bai_16_dinh_luat_jun_lenxo_truong_thc.ppt

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài 16: Định luật Jun-lenxơ - Trường THCS Quách Văn Phẩm

  1. BÀI 16
  2. Bóng đèn Máy bơm nước Bàn là Bóng đén dây tóc: Điện năng => quang năng + nhiệt năng Máy bơm nước: Điện năng => cơ năng + nhiệt năng Bàn là điện: Điện năng => nhiệt năng
  3. 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. Các dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng: Bóng đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compắc Đèn dây tóc Máy bơm nước Đèn huỳnh quang Đèn compắc Nồi cơm điện Máy khoan Ấm điện Bếp điện Bàn là Quạt điện
  4. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT VỀ JUN – LEN - XƠ Đèn dây tóc Đèn compắc Đèn huỳnh quang Hiệu suất phát sáng của một số bóng đèn: Bóng đèn dây tóc: 10 – 15 lumen/W. Bóng đèn com pắc: 45 – 60 lumen/W. Bóng đèn huỳnh quang T10: 50 – 55lumen/W. .
  5. 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 b. Các dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng : Quạt điện, Máy bơm nước, Máy khoan Đèn huỳnh quang Đèn dây tóc Máy bơm nước Đèn compắc Nồi cơm điện Máy khoan Ấm điện Bếp điện Bàn là Quạt điện
  6. 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. Các dụng cụ biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng: Nồi cơm điện, Bàn là, Bếp điện, Ấm nước điện . Đèn huỳnh quang Nồi cơm điện Đèn dây tóc Máy bơm nướcl Đèn compắc Máy khoan Ấm điện Bếp điện Bàn là Quạt điện
  7. 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 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 Dây Constantan nikêlin hoặc constantan với các dây dẫn bằng đồng. Dây Đồng Dây Nikêlin Dây Constantan -8 1,7.10 -6 Ωm 0,4.10 Ωm Bếp điện 1,7.10-8 < 0,5.10-6 < 0,4.10-6 Hoặc dây Nikêlin Vậy: Cu Constantan Nikelin
  8. 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 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 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 ?
  9. Mô phỏng thí nghiệm: 60 K 55 5 + _ 50 10 V 45 15 A 40 0 20 34,5 C 35 25 30 m1 = 200g = 0,2kg m = 78g = 0,078kg 2 250C c1 = 42 000J/kg.K c2 = 880J/kg.K I = 2,4A ; R = 5Ω t =5 phút= 300s ; t =34,5-25= 9,50C
  10. 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 Tóm tắt: 2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra m1= 200g = 0,2kg m = 78g =0,078kg C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua 2 c = 4 200J/kg.K dây điện trở trong thời gian trên. 1 c2 = 880J/kg.K C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình I = 2,4(A) nhôm nhận được trong thời gian đó. R = 5() C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý t = 300(s) rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi t0 = 9,50C trường xung quanh. + A = ? + Q= ? A = I2Rt Q = m.c.∆t Q = QNước + QNhôm + So sánh A và Q.
  11. BÀI 16: 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 qua dây m1= 200g = 0,2kg điện trở trong thời gian trên là: m2= 78g =0,078kg A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640 J c1 = 4 200J/kg.K c2 = 880J/kg.K C2: Nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được là: Q =m .c .∆t0 = 0,2.4200.9,5 = 7980 J I = 2,4(A) 1 1 1 R = 5() Nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận được là: t = 300(s) 0 0 0 Q2 =m2.c2.∆t = 0,078.880.9,5 = 652,08 J t = 9,5 C Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận + A = ? được là: + Q= ? + So sánh A và Q. Q = Q1 + Q2 = 7980 +652,08 =8632,08 J
  12. Câu C3: Hãy so sánh A với Q A = 8640 J Q = 8632,08 J Ta thấy Q A J.P.Jun H.Len-xô Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xungMối quanh quan hệ thì: giữa Q,I,R và t trên đây đã được nhà vật lí người Anh J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889) và nhàQ =vật A 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. Q = I2Rt
  13. 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. I: là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A) R: là điện trở của dây dẫn ( ) Q = I2Rt t: là thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s) Q: là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J) 
  14. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ 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: Q = I2Rt J.P.Jun (James I: cường độ dòng điện (A) H.Len-xơ Prescott Joule, R: Điện trở của dây dẫn (Ω) (Heinrich Lenz, 1818-1889) t: Thời gian dòng điện chạy qua (s) 1804-1865) Q: Nhiệt lượng tỏa ra (J) Lưu ý: Q = 0,24I2Rt (Cal) 1J = 0,24 Cal, 1Cal = 4,18J
  15. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT VỀ JUN – LEN - XƠ I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ Chú ý: - Đối với các thiết bị điện - nhiệt như bàn là, bếp điện, ấm điện toả nhiệt là có ích nên dây đốt nóng của các thiết bị được làm bằng vật liệu có điện trở suất lớn (nicrom, nikenlin, vonfram ) - Đối với một số thiết bị điện như động cơ điện và các thiết bị điện tử gia dụng toả nhiệt là vô ích, để tiết kiệm điện năng cần giảm sự toả nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở, sử dụng dây dẫn có điện trở suất nhỏ (đồng , nhôm) => tiết kiệm được năng lượng.
  16. Đối với các thiết bị đốt nóng như bàn là, bếp điện, ấm điện toả nhiệt là có ích, nhưng một số thiết bị điện như máy bơm nước, quạt điện, bóng đèn, máy tính việc toả nhiệt là vô ích. => Vì vậy để tiết kiệm điện năng cần giảm sự toả nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở nội của chúng. Không nên sử dụng máy quá lâu, không nên để máy quá nóng.
  17. III. VẬN DỤNG D©y tãc Bãng thuû tinh bãng ®Ìn KhÝ tr¬ D©y dÉn b»ng ®ång Nguån ®iÖn C4: Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: Tại sao C4 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?
  18. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT VỀ JUN – LEN - XƠ III. VẬN DỤNG C4: Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: 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? TL: Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng mắc nối tiếp với nhau. Theo định luật Jun–Len–xơ, nhiệt lượng toả ra ở dây tóc và ở dây nối tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao và phát ra ánh sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh, do đó, dây nối hầu như không nóng lên (có nhiệt độ gần bằng nhiệt độ của môi trường).
  19. 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 Tóm tắt: Giải: Ấm (220V- 1000W) Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả 0 V = 2l => m = 2kg t 1 ra môi trường thì: 0 0 0 = 20 C ; A = Q hay P.t = mc(t 2 – t 1) nên 0 0 t 2 = 100 C; Thời gian đun sôi nước là : c = 4200 J/kg.K. t = mc(t 0 − t 0 ) 2.4200.(100 − 20) t = 2 1 = = 672(s) ? P 1000
  20. 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 Tiết diện dây đồng Tiết diện dây chì (mm2) (A) (mm2) 1 0,1 0,3 2,5 0,5 1,1 10 0,75 3,8