Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

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
Câu 2: Điện năng là gì? Điện năng có thể chuyển
hóaCông
thànhthức:
những dạng năngA=
lượng
U.I.tnào?
Trong đó:

A : Công của dòng điện(J)
U: Hiệu điện thế(V)
I: Cường độ dòng điện(A)
t : Thời gian dòng điện chạy qua(s)


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


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

Q = QNhôm+ QNước

3


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
Điện
thuộc
vàonăng
yếu=>
tố nhiệt
nào?năng

BÀI 16


Bóng đèn

Máy bơm nước

Bàn là

Điện năng => quang năng + nhiệt năng
Điện năng => cơ năng + nhiệt năng
Điện năng => nhiệt năng


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
Bóngsáng:
đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compắc…

Đèn dây
tóc

Máy bơm
nướcl

Máy khoan

Ấm điện

Đèn huỳnh
quang

Bếp điện

Đèn
compắc

Bàn

Nồi cơm
điện

Quạt


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
Bóng
Bóng
Bóng
Bóng

đèn
đèn
đèn
đèn
đèn

dây tóc: 10 – 15 lumen/W.
com pắc: 45 – 60 lumen/W.
huỳnh quang T10: 50 – 55lumen/W.
huỳnh quang T8: 70 – 85lumen/W.
huỳnh quang T5: 90 – 105lumen/W.


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 dây
tóc

Máy khoan

Máy bơm
nước

Ấm điện

Đèn huỳnh
quang

Bếp điện

Đèn
compắc

Bàn

Nồi cơm điện

Quạt


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 Nồi
năng:
cơm điện, Bàn là, Bếp điện, Ấm nước
điện….

Đèn dây tóc

Máy bơm
nướcl

Máy khoan

Ấm điện

Đèn huỳnh
quang

Bếp điện

Đèn
compắc

Bàn

Nồi cơm điện

Quạt


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 nikêlin hoặc
constantan với các dây dẫn bằng
đồng.

1,7.10-8 < 0,5.10-6 < 0,4.10-6
Vậy:

ρ Cu < ρ Cons tan tan < ρ Nikelin

Dây Constantan

Bếp
điện
Hoặc dây Nikêlin


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
2
là:
Q
=
I
2. Xử lí kết Rt
quả của thí nghiệm
kiểm tra
Mục đích của thí nghiệm
Kiểm
là gì? 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 ?


Mô phỏng thí
nghiệm:60

K

5

55

+

_

10

50

15

45
40

20

35
30

A

V
34,50
C

25

m1 = 200g = 0,2kg

m2 = 78g =
0,078kg
c1 = 42 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4A ; R = 5Ω
t =5 phút= 300s ;
∆t =34,5-25= 9,50C

250C


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
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
C1: NHÓM 1,3: Hãy tính điện năng A của
dòng điện chạy qua dây điện trở trong
thời gian trên.
C2: NHÓM 2,4: Hãy tính nhiệt lượng Q
mà nước và bình nhôm nhận được trong
thời gian đó.
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 = I2Rt
Q = m.c.∆t
Q = QNước

+

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(Ω)
t = 300(s)
∆t0 = 9,50C
+A = ?
+ Q= ?


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
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
C1: Điện năng A của dòng điện chạy
qua dây điện trở trong thời gian trên Tóm tắt:
m1= 200g = 0,2kg
là: A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640 J
m2= 78g =0,078kg
C2: Nhiệt lượng Q1 mà nước nhận
c1 = 4
được là:
200J/kg.K
Q1 =m1.c1.∆t0 = 0,2.4200.9,5 = 7980 J

c = 880J/kg.K
Nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận 2
I = 2,4(A)
được là:
R = 5(Ω)
0
Q2 =m2.c2.∆t = 0,078.880.9,5 = 652,08 J
t = 300(s)
Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm
∆t0 = 9,50C
nhận được là:
+A = ?
Q = Q1 + Q2 = 7980 +652,08 =8632,08 J
+ Q= ?


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
Mối quan
hệ giữa
Q,I,Rthì:

và t trên đây đã được nhà vật lí người
trường
xung
quanh
Q =A

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.
2

Q = I Rt


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.

Q = I Rt
2

I: là cường độ dòng điện chạy qua
dây dẫn (A)
R: là điện trở của dây dẫn ( Ω )
t: là thời gian dong điện chạy qua dây
dẫn(s)
Q: là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)
∃

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

J.P.Jun (James
Prescott
Joule, 18181889)

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:
2

Q = I Rt

H.Len-xơ
I: cường độ dòng điện (A)
(Heinrich
R: Điện trở của dây dẫn (Ω)
Lenz, 1804t: Thời gian dòng điện chạy qua 1865)
(s)
Q: Nhiệt lượng tỏa ra (J)

Lưu ý: Q = 0,24I2Rt (Cal)
1J = 0,24 Cal,

1Cal =


BÀI 16: ĐỊNH LUẬT VỀ JUN – LEN - XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
GDBVMT:
-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.


- 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.

III. VẬN DỤNG
D©y tãc
bãng
KhÝ
®Ìn
tr¬

Bãng thuû
tinh

D©y dÉn
b»ng ®ång
Nguån
®iÖn

C4: Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài:
C sao cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn
Tại
4 sáng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn
nóng
hầu như không nóng lên?


BÀI 16: ĐỊNH LUẬT VỀ JUN – LEN - XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
II. ĐỊNH LUẬT 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).


BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
II. 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:
Ấm (220V- 1000W)
V = 2l => m = 2kg
t01 = 200C ;
t02 = 1000C;
c = 4200 J/kg.K.
t=?

Giải

:

Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt
lượng toả ra môi trường thì:
A = Q hay P.t = mc(t02 – t01) nên
Thời gian đun sôi nước là :
mc(t 20 − t10 ) 2.4200.(100 − 20)
t=
=
= 672( s )
P
1000


NHÔÙ NHANH VIEÁT
ChọnNHANH
đáp án đúng nhất

1/
Định
luật
Jun
–
Len-xơ
cho
biết
điện
năng
biến
2/

Trong
các
biểu
thức
sau
đây,
biểu
thức
nào
là
3/4/Nếu
Q
tính
bằng
calo
thì
biểu
thức
nào
là
Chọn phép biến đổi đúng:
đổi
Lenxơ: :
của thành:
định luật Jun – Len-xơ
A. 1J = 0,42cal
B.
1cal
=
0,24J

2 2
2
A.A.Năng
I2Rt
=B.IQ
R
Nhiệt
năng2t
Q = lượng
IR
t ánh sángB. Q B.
=t 0,42IR
C.
1J
=
4,18cal
D.
1
jun
=
0,24
cal
2
2
Q
=
I
Rt
D.
Q

=
0,24I
Rt
C.C.
Cơ
năng
D.
Hóa
năng
C. Q = IRt
D. Q = IR2t


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.Ju
n

H.Len
-xô

Giảm hao phí điện do tỏa
nhiệt trên điện trở