Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Tiết 16 - Bài 16: Định luật Jun – Len - Xơ

Ngày soạn: 1/11/2006 Tiết : 16 Bài: 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ I MỤC TIÊU : Kiến thức : + 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 các bài tập về tác dụng nhiệt của dòng điện. Kỹ năng : Rèn luyện kĩ năng phân tích, tổng hợp kiến thức để sử lý kết quả đã cho. Thái độ : Có thái độ trung thực, kiên trì trong việc sử lý kết quả đã cho. II. CHUẨN BỊ : + Đối với GV: Tranh phóng to hình 16.1 SGK. III. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ và Tổ chức tình huống học tập. (4 phút) Hoạt động của giáo viên. Hoạt động của học sinh. GV: Nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ: + Điện năng là gì? + Công thức tính điện năng tiêu thụ điện. + Điện năng có thể biến đổi thành các dạng năng lượng nào ? Cho ví dụ minh họa. GV: Đặt vấn đề: Dòng điện chạy qua các vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào những yếu tố nào? Để biết được vấn đề nay chúng ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay. HS: Lên bảng trả lời câu hỏi của GV. + Điện năng là năng lượng của dòng điện. + Công thức tính điện năng tiêu thụ: A = P.t = U.I.t . + Điện năng có thể biến đổi thành các dạng năng lượng như nhiệt năng; năng lượng ánh sáng; cơ năng. HS: Nêu ví dụ minh họa sự biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác. Hoạt động 2: tìm hiểu sự biến đổi nhiệt năng thành điện năng ( 8 phút) GV: Cho HS quan sát ảnh chụp các dụng cụ như : máy sấy tóc, máy bơm nước, bóng dèn dây tóc, đèn LED, đèn của bút thử điện, bàn là, ấm điện , mỏ hàn điện , quạt điện, máy khoan điện. GV: Yêu cầu HS trả lời câu hỏi sau: + Trong số các dụng cụ và thiết bị điện trên, dụng cụ và thiết bị điện nào biến đổi điện năng thành nhiệt năng và đồng thời thành năng lượng ánh sáng; dụng cụ nào đồng thời biến đổi điện năng thành nhiệt năng và cơ năng? + Trong các dụng cụ và thiết bị điện trên đây dụng cụ nào biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng ? GV: Yêu cầu HS so sánh điện trở suất của dây dẫn hợp kim Nikênin và dây Constantan với dây dẫn bằng đồng. I. TRƯỜNG HƠPÏ ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG. 1. Một phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng. HS: Quan sát và hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi của GV. HS: Đại diện kể tên một vài dụng cụ điện biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng. + Thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng: bóng đèn dây tóc, đèn LED, đèn của bút thử điện. + Thành nhiệt năng và cơ năng : máy bơm nước; máy sấy tóc; quạt điện, máy khoan điện. 2. Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng. HS: Đại diện kể tên một vài dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng. + Các thiết bị điện và đồ dùng điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng như : bàn là; nồi cơm điện; mỏ hàn điện Hoạt động 3: Xây dựng hêï thức định luật Jun – len – xơ. (20 phút) Q = I2 R t. GV: Yêu cầu HS viết công thức tính điện năng tiêu thụ trên dây dẫn có điện trở R, dòng điện chạy qua dây là I trong thời gian t? + Nếu nhiệt lượng tỏa ra trên dây là Q và điện năng tiêu thụ trên dây chuyển hóa hàon toàn thành nhiệt năng theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì Q liên hệ gì với A? GV: Yêu cầu HS rút ra hệ thức liên hệ. GV: Yêu cầu HS hoạt động cá nhân, đọc SGK tìm hiểu thí nghiệm kiểm tra hệ thức định luật Jun – len – xơ. GV: Cần định hướng cho HS làm thí nghiệm để kiểm tra điều gì? + Để kiểm tra điều ấy thì người ta sử dụng dụng cụ gì? GV: Yêu cầu HS làmviệc cá nhân hoàn thành câu C1; C2; C3 và rút ra nhận xét. GV: Yêu cầu HS đọc SGK về phát biểu định luật. II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN – XƠ. 1. Hệ thức của định luật. HS: Viết công thức tính điện năng tiêu thụ trong các dụng cụ dùng điện: A = UIt = I2 R t. HS :Aùp dụng định luật bảo toàn trong các dụng cụ điện mà điện năng sử dụng chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt năng, hay hoàn toàn thành nhiệt lượng tỏa ra trên dây. A = Q Vậy nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn : + Trong đó : Q (J) là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn có điện trở R (). I (A) là cường độ dòng điện chạy qua dây. t (s) là thời gian. 2. Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra. HS: Đọc SGK về kết quả TN kiểm tra. HS : Hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi của GV: + Để kiểm tra hệ thức : Q = I2 R t. + Để kiểm tra điều ấy thì người ta sử dụng dụng cụ : ampe kế, vôn kế, biến trở, nguồn điện, nhiệt kế HS: Hoạt động cá nhân hoàn thành câu C1; C2, C3. C1: Điện năng của dòng điện chạy qua dây điện trở là : A = I2 R t = 2,42 . 5 . 300 = 8640J. C2: Nhiệt lượng nước nhận được là : Q = (m1c1 + m2c2) . Δt = 0,2.4200.9,5 + 0,078.880. 9,5 = 8632J. C3: Ta thấy rằng A xấp xỉ bằng Q, sở dĩ Q nhỏ hơn A một chút là vì có một phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh, nếu bỏ qua phần nhiệt lượng mất mát trên thì ta có A = Q. Vậy chứng tỏ hệ thức : Q = I2 R t là đúng. Hoạt động 4: Phát biểu định luật Jun – len – xơ (4 phút) GV: : Ghi công thức của định luật lên bảng. GV: Yêu cầu HS vận dụng kiến thức vào trả lời câu C4 bằng hoạt động nhóm. GV: Yêu cầu đại diện nhóm trả lời. HS: Đọc SGK và phát biểu lại định luật. HS ghi hệ thức định luật vào vở với hai đơn vị đo nhiệt lượng là J và calo: Q = I2Rt (J) và Q = 0,24 I2Rt (calo) HS: Hoạt động theo nhóm trả lời câu C4; Hoạt động 5: Vận dụng: ( 6 phút) GV: Yêu cầu HS hoạt động cá nhân hoàn thành câu C5. GV: Gợi ý cho HS: + Tính Q bằng công thức nào? + Thời gian t liên hệ với Q bằng hệ thức nào? GV: Theo dõi hoạt động của HS và uốn nắn sai sót. III. VẬN DỤNG: HS: Hoạt động cá nhân hoàn thành câu C5 theo hướng dẫn của GV. C5: Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có : A = Q hay P.t = mc ( t2 – t1) Thời gian đun sôi nước là: T = mc ( t2 – t1) / P = 2.4200.80 / 1000 = 672s IV. CỦNG CỐ VÀ HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ. 1. Củng Cố : (2 phút) + Trình bày hệ thức của định luật Jun –len – xơ và phát biểu định luật. + GV: Yêu cầu HS đọc phần “ Có thể em chưa biết” 2. Dặn dò. (1 phút) + Về nhà học bài theo vở ghi + SGK. Trả lời lại các câu C1 đến C5 vào trong vở học. + Làm bài tập 16.1 đênù 16.5 SBT. Chuẩn bị trước bài 17 cho tiết học sau.