Bài 16. Định luật Jun – Lenxo A – HỌC THEO SGK
I - TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG 1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
a) Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng là: bóng đèn, bàn là, nồi cơm điện.
b) Ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng là: quạt điện, máy bơm, cần cẩu.
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
a) Ba dụng cụ biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng là mỏ hàn, bếp điện, bàn là nhiệt.
b) So sánh điện trở suất: Dây hợp kim nikêlin và constantan có điện trở suất lớn hơn rất nhiều so với điện trở suất của dây đồng.
II - ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ 2. Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra
C1. Điện năng A của dòng điện chạy qua dây dẫn điện trở trong thời gian 300s là:
A = P.t = I2.R.t = 2,42.5.300 = 8640 J C2. Nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được là:
Q1 = c1.m1.Δt = 4200.0,2.9,5 = 7980 J Nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận được là:
Q2 = c2.m2.Δt = 880.0,078.9,5 = 652,08 J Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là:
Q = Q1 + Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08 J
C3. So sánh A và Q: Ta thấy Q và A tương đương với nhau.
Nhận xét: Như vậy nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì Q và A bằng nhau.
III - VẬN DỤNG
C4. Với cùng một dòng điện chạy qua, dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên, bởi vì:
Dây tóc bóng đèn và dây nối mắc nối tiếp nhau nên dòng điện chạy qua cả hai có cùng cường độ. Theo định luật Jun - Len-xơ, nhiệt lượng tỏa 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 tỏa ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao và phát sáng.
Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng tỏa ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên.
C5. Tóm tắt:
Đ: Udm = 220V; Pdm = 1000W
U = 220V; V = 2l, t0 = 20oC; c = 4200J/kg.K; t2 = 100oC t = ?
Hướng dẫn giải
Vì ấm điện sử dụng ở hiệu điện thế U = 220V = Udm nên công suất tiêu thụ của ấm là: P = Pdm = 1000 W
Theo định luật bảo toàn năng lượng:
A = Q = P .t = c.m (t2 - t1)
Suy ra thời gian đun sôi nước là:
2 1
mc. t t
A 4200.2.80
t 672 s
1000
P P
B – GIẢI BẢI TẬP
I – BÀI TẬP TRONG SBT
Câu 16 - 17.1 trang 49 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: D
Định luật Jun Lenxo cho biết điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
Câu 16 - 17.2 trang 49 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: A
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 với thời gian dòng điện chạy qua.
Câu 16 - 17.3 trang 49 VBT Vật Lí 9:
a) Gọi nhiệt lượng tỏa ra ở các điện trở này tương ứng là Q1 và Q2. Ta có:
2
1 1 1 1
2
2 2 2 2
Q I R t Q I R t
Vì I1 = I2 (do R1 nt R2) và t1 = t2 nên suy ra: 1 1
2 2
Q R
Q R
b) Vì R1 // R2 nên hiệu điện thế U giữa hai đầu của chúng là như nhau: U1 = U2
Ta có:
2 1
1 2
1 1 1 1 1 2 1
2 2
2 2 2 2 2 1 2
2 2
U t
Q t R U R t
Q t U U R t
R t
P
P
Có U1 = U2 (Vì R1 // R2) và t1 = t2 nên suy ra: 1 2
2 1
Q R
Q R II - BÀI TẬP BỔ SUNG
Câu 16a trang 49 VBT Vật Lí 9: Một dây điện trở nhúng ngập trong 1l nước có nhiệt độ ban đầu là 23°C. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây là 220V, cường độ dòng điện chạy qua dây là 5A, tính thời gian cần để đun sôi nước. Bỏ qua nhiệt lượng do ấm thu được và nhiệt lượng tỏa vào môi trường xung quanh?
Tóm tắt:
V = 1(l) ⇒ m = 1kg t1 = 23oC; t2 = 100oC;
U = 220 V; I = 5A t = ?
Hướng dẫn giải
Vì bỏ qua nhiệt lượng do ấm thu được và nhiệt lượng tỏa vào môi trường xung quanh nên ta được:
A = Q = P.t = m.c.Δt
Suy ra thời gian đun sôi nước là:
1.4200. 100 23 A m.c. t
t 294s
UI 220.5
P
