Giáo án Vật Lí 9 Bài 16: Định luật Jun - Lenxo mới nhất

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Ta tìm hiểu bài hôm nay

Mục tiêu:

- Nêu được tác dụng nhiệt của dòng điện : Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thông thường thì một phần hay toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.

- Phát biểu được định luật Jun - Len xơ và vận dụng được định luật này để giải bài tập về tác dụng nhiệt của dòng điện.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- GV: Ví dụ về dụng cụ mà điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng?

- GV: Kết luận.

- GV: Dụng cụ hoàn toàn biến đổi thành nhiệt năng?

- GV: Treo tranh đồ dùng loại điện nhiệt. Hỏi: Bộ phận chính của các dụng cụ điện – nhiệt là gì?

- GV: ‎ So sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng?

- GV: Kết luận

HS : Suy nghĩ đưa ra dự đoán.

- HS: Lấy VD.

- HS: Lấy VD.

- HS: Trả lời.

- HS: Trả lời. (Dây đốt nóng làm bằng hợp kim là nikêlin hoặc constangtan)

- HS: Thảo luận, sử dụng bảng điện trở suất → Trả lời.

I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

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

a, Điện năng biến thành nhiệt năng và quang năng: Bóng đèn sợi đốt, đèn LED, đèn Leon

b, Điện năng biến đổi thành nhiệt năng và cơ năng: Máy khoan, máy bơm nước, quạt điện.

2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng

a. Mỏ hàn, lò sưởi, bếp điện.

b. Dây hợp kim nikêlin, và constantan có điện trở suất lớn hơn rất nhiêu so với điện trở suất của dây đồng.

- GV:Treo hình vẽ 16.1 yêu cầu HS quan sát và tìm hiểu các bước tiến hành TN.

- GV: Hỏi:

+ Trong trường hợp điện năng được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có cường độ dòng điện chạy qua trong thời gian t được tính bằng công thức nào?

+ Vì điện năng được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng → áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng -> Tính nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn Q =?

- GV: Yêu cầu các nhóm trả lời C1, C2, C3.

- GV: Tổ chức thảo luận lớp thống nhất kết quả.

- GV: Kết luận.

Thông báo: Nếu tính cả phần nhỏ Q toả ra môi trường xung quanh thì A = Q → hệ thức Q = I².R.t đã được khẳng định qua thí nghiệm kiểm tra.

Phát biểu thành lời hệ thức trên?

- GV: Kết luận. Thông báo đơn vị ca lo.

- GV: Sự toả nhiệt trên những đồ dùng nào là có ích và trên những đồ dùng nào là vô ích?

- GV: Kết luận. Nhấn mạnh việc giảm các điện trở của dây dẫn và của các đồ dùng loại điện cơ, điện quang để giảm sự toả nhiệt hao phí, TIẾT kiệm điện năng)

- HS: Nêu lại các bước tiến hành TN kiểm tra.

- HS: Thảo luận → Trả lời

- HS: Đại diện nhóm trả lời.

HS: Phát biểu thành lời hệ thức.

- HS: Trả lời. ( Đồ dùng loại điện nhiệt là có ích, các loại đồ dùng và dây dẫn thì sự toả nhiệt là vô ích)

Chú ý lắng nghe

II. Định luật jun-len sơ

1. Hệ thức của định luật

Q = I²Rt

2. Sử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra

Hình 16.1/SGK

C1: A=I²Rt = (2,4)².5.300 = 8640 (J)

C2: Q₁ = c₁m₁.Δ t

= 4200.0,2.9,5 = 7980(J)

Q₂ = c₂m₂.Δ t = 880.0,07.9,5 = 652,08(J)

Nhiệt lượng mà nước và bình nhôm nhận được là: Q = Q₁ + Q₂ = 8632,08J

C3: Ta thấy Q ≈ A nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trương bên ngoài Q = A.

3.Phát biểu định luật

Nhiệt lượng toả 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 Jun - Len xơ

Q = I²Rt

trong đó: I đo bằng (A)

R đo bằng ôm ( Ω )

t đo bằng giây(s)

Q đo bằng jun (J)

* Lưu ý: Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Jun- Len xơ là Q = 0,24 I²Rt

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1 : Định luật Jun – Len-xơ cho biết điện năng biến đổi thành:

A. Cơ năng

B. Năng lượng ánh sáng

C. Hóa năng

D. Nhiệt năng

Đáp án : D

Câu 2 : Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu của một biến trở R thì cường độ dòng điện chạy qua là I. Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn trong thời gian t?

A.

B. Q = U.I.t

C.

D. Q = I².R.t

Đáp án : A

Câu 3 : Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng?

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:

A. Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn với thời gian dòng điện chạy qua.

B. Tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua.

C. Tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với thời gian dòng điện chạy qua và tỉ lệ nghịch với điện trở dây dẫn.

D. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua.

Đáp án : A

Câu 4 : Mắc các dây dẫn vào hiệu điện thế không đổi. Trong cùng một thời gian thì nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào điện trở dây dẫn?

A. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa.

B. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp đôi.

C. Tăng gấp bốn khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa.

D. Giảm đi một nửa khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp bốn.

Đáp án : B

Câu 5 : Thời gian đun sôi 1,5 lít nước của một ấm điện là 10 phút. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây nung của ấm là 220V. Tính điện trở của dây nung này, biết rằng nếu kể cả nhiệt lượng hao phí để đun sôi 1 lít nước thì cần nhiệt lượng là 420000J.

A. 28 Ω

B. 45 Ω

C. 46,1 Ω

D. 23 Ω

Đáp án : C

Câu 6 : Dòng điện có cường độ 2mA chạy qua một điện trở 3kΩ trong thời gian 10 phút thì nhiệt lượng toả ra ở điện trở này có giá trị nào dưới đây?

A. Q = 7,2J

B. Q = 60J

C. Q = 120J

D. Q = 3600J

Đáp án : A

Câu 7 : Khi mắc một bàn là vào hiệu điện thế 110V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 5A. Bàn là này sử dụng như vậy trung bình 15 phút mỗi ngày. Tính nhiệt lượng mà bàn là tỏa ra trong 30 ngày theo đơn vị kJ, cho rằng điện năng mà bàn là này tiêu thụ được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng.

A. 14850 kJ

B. 1375 kJ

C. 1225 kJ

D. 1550 kJ

Đáp án : A

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- GV Hướng dẫn HS:

C4: + Q= I²Rt vậy nhiệt lượng toả ra ở dây tóc bóng đèn và dây nối khác nhau do yếu tố nào?

+ So sánh điện trở của hai dây này?

+ Kết luận gi?

C5: A = ?; Q = ?

áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng → t =?

- GV: Giúp dỡ HS yếu.

Gọi 1,2 HS trả lời.

- GV: Kết luận.

- HS: Trả lời C4, C5 theo hướng dẫn của giáo viên.

Gọi 1,2 HS trả lời.

C4:

Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng được mắc nt với nhau, theo định luật Jun Len xơ nhiệt lượng toả ra ở dây tóc và dây nối tỷ lệ với đoạn trở của từng đoạn dây, dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều, do đó dây tóc nóng tới nhiệt độ cao và phát 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

C5:

Tóm tắt:

ấm (220V – 1000W)

U = 220V

V = 2l-> m =2kg

t^o₁ = 20^oC; t^o₂ =100^oC

c = 4200J/kg.K

t =?

Giải

Vì ấm sử dụng ở hiệu điện thế

U = 220V → P = 1000W

Theo định luật bảo toàn năng lượng

A = Q hay P.t = cm.At^o

Thời gian đun sôi nước là 672s

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Sư tầm và phân loại các vận dụng biến đổi thành nhiệt năng

a) Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng

- Dụng cụ hay thiết bị biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng:

Ví dụ: Bóng đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compac...

- Dụng cụ hay thiết bị biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng.

Ví dụ: Máy bơm nước, máy khoan, quạt điện...

b) Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng

Dụng cụ hay thiết bị điện có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng:

Ví dụ: Bình nước nóng, nồi cơm điện, bàn là, ấm điện...