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 dạngA=
năng
lượng nào?
U.I.t

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
Điện năng
Nhiệt năng

Cơ năng
Quang năng

Nếu bài toán cho P, I,R,t. Thì công
của dòng điện tính bằng những công
thức nào?
A = P.t = I2.R.t

Nhiệt lượng của một vật thu vào để
nóng lên được tính bằng công thức
nào?
Q = m.c.∆t

Q = QNhôm+ QNước
3


TA
TABIẾT
BIẾT
Điện năng => Nhiệt năng + Quang năng
Bóng đèn

Máy bơm
nước

Dòng điện chạy qua các vật
dẫn
thường
gây
ra
tác
dụng

nhiệt.
Điện năng => cơ năng + nhiệt năng
Nhiệt lượng tỏa ra khi đó
phụ thuộc vào yếu tố nào
Điện năng => nhiệt năng

Bàn Là


BÀI 16


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 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

Bếp điện

Đèn huỳnh
quang

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 là
Kiểm
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

Tóm tắt:
C1: NHÓM 1,3: Hãy tính điện năng A của m1 = 200g = 0,2kg
dòng điện chạy qua dây điện trở trong m2 = 78g = 0,078kg
A = I2Rt
thời gian trên.
C2: NHÓM 2,4: Hãy tính nhiệt lượng Q
mà nước và bình nhôm nhận được trong
thời gian đó. Q = m.c.∆t

c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét,
R = 5(Ω)
lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng

t = 300(s)
truyền ra môi trường xung quanh.
∆t0 = 9,50C
Q = QNước + QNhôm
+A = ?


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
Tóm tắt:
qua dây điện trở trong thời gian trên
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
c2 = 880J/kg.K
Nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận
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:
C Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài:
Tại
4 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?


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 200J/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


- Học bài theo vở ghi và SGK phần ghi nhớ.
-Làm bài tập ở SBT từ bài: 16-17.1 đến 1617.3 /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”

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 (A)

Tiết diện dây
đồng (mm2)

Tiết diện dây chì
(mm2)

1
2,5
10

0,1
0,5
0,75

0,3
1,1
3,8