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

Ngày soạn: 15.10.2008 Vật Lý 9 Ngày dạy: 16.10.2008 Tiết 16 BÀI 16 ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: Học sinh 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. 2. Kỹ năng: Rèn luyện cho học sinh kĩ năng phân tích, tổng hợp kiến thức để xử lí kết quả đã cho. 3. Thái độ: Có thái độ nghiêm túc trong học tập. Trung thực, kiên trì xử lí các kết quả thí nghiệm. II. Chuẩn bị: Đối với giáo viên: chuẩn bị tranh vẽ phóng to các hình 13.1 và 16.1. Đối với học sinh: chuẩn bị bài. III. Tổ chức hoạt động dạy và học. Hoạt động của giáo viên và học sinh Ghi bảng * Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ - tổ chức tình huống học tập (5’) Học sinh 1: cho biết điện năng có thể biến đổi thành những dạng năng lượng nào? Cho ví dụ? Tổ chức tình huống học tập: Dòng điện chạy qua vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng toả ra đó phụ thuộc vào các yếu tố nào? * Hoạt động 2: Tìm hiểu sự biến đổi điện năng thành nhiệt năng (5’) Giáo viên treo tranh vẽ hình các dụng cụ điện ở hình 13.1 Yêu cầu học sinh cho biết: Trong các dụng cụ thiết bị điện ở trên dụng cụ thiết điện nào biến điện năng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng? Đồng thời thành nhiệt năng và cơ năng? Học sinh: các dụng cụ thiết bị điện biến điện năng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng là: bóng đèn dây tóc. Các dụng cụ thiết bị điện biến điện năng đồng thời thành nhiệt năng và cơ năng là: quạt điện, máy bơm nước, máy sấy tóc. Trong các dụng cụ thiết bị điện trên, dụng cụ thiết bị điện nào biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng? Học sinh: bàn là, nồi cơm điện. Giáo viên yêu cầu học sinh khác nhận xét, giáo viên kiểm tra và chốt lại. Yêu câu học sinh mở sách ra trang 26 và xem bảng điện trở suất của một số chất. Yêu cầu học sinh xem và so sánh điện trở suất của các loại hợp kim Nikêlin và Constantan với điện trở suất của dây dẫn làm bằng đồng? Học sinh: điện trở suất của Nikêlin và constantan lớn hơn rất nhiều so với điện trở suất của đồng. Giáo viên hỏi: điện trở suất càng lớn thì điện trở của dây dẫn như thế nào? Học sinh: điện trở của dây dẫn càng lớn. I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng. 1. Một phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng. a. bóng đèn dây tóc, mỏ hàn điện, bóng đèn huỳnh quang, b. quạt điện, máy bơm nước, khoan điện, 2. Toàn bộ điện năng biến đổi thành nhiệt năng. a. nồi cơm điện, bàn là, ấm điện, b. Điện trở suất của Nikêlin và Constantan lớn hơn rất nhiều so với điện trở suất của dây đồng. * Hoạt động 3: Xây dựng công hệ thức biểu thị định luật Jun – Len xơ (8’) Giáo viên thông báo: ta xét trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t được tính bằng công thức nào? Học sinh trả lời: Q = I2Rt. Giáo viên yêu cầu học sinh viết công thức tính điện năng tiêu thụ theo I, R, t. Giáo viên có thể nhắc lại định luật bảo toàn và chuyễn hoá năng lượng đã học ở lớp 8 và yêu cầu học sinh áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng cho biết: dạng năng lượng nào chuyễn hoá thành dạng năng lượng nào? Học sinh: công thức tính điện năng tiêu thụ A = U.I.t Nếu chỉ có điện trở thuần tiêu thụ điện thì U = I.R (theo định luật Ôm) ð A = I2R.t = Q ( điện năng chuyển hoàn toàn thành nhiệt năng) II. Định luật Jun – Len xơ. 1. Hệ thức của định luật. Q = I2Rt * Hoạt động 4: Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra hệ thức biểu thị định luật Jun – Lenxơ (15’) Giáo viên treo hình vẽ phóng to hình 16.1 và đưa ví dụ trong cuộc sống thực tế thì đó là cái đun nước mà chúng ta hay dùng. Giáo viên yêu cầu học sinh đọc thí nghiệm. Giáo viên tóm tắt đề bài. Yêu cầu học sinh tính điện năng tiêu thụ theo công thức viết ở trên (C1) Yêu cầu học sinh viết lại công thức tính nhiệt lượng đã học ở lớp 8. Học sinh: Q = c.m.to Từ các kết quả vừa tính ở trên yêu cầu học sinh so sánh giữa Q và A? Học sinh: Q A. Giáo viên: nếu tính cả phần năng lượng truyền vào môi trường xung quanh thì Q = A 2. Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra. Tóm tắt m1 = 200g m2 = 78g I = 2,4A R = 5 t = 300s to = 9,5oC c1 =4200J/kg.K c2 = 880J/kg.K A= ? Q1 = ? Q2 = ? A/Q = ? C1: Điện năng tiêu thụ: A = I2Rt = 2,42. 5. 300 = 8640J C2: Nhiệt lượng mà nước nhận được: Q1 = c1m1to = 4200.0,2.9,5 =7980J Nhiệt lượng mà bình nhôm nhận được: Q2 = c2m2to = 880.0,078.9,5 = 652,08J Nhiệt lượng tổng thể mà nước và bình nhôm nhận được là: Q = Q1 + Q2 = 7980 + 652,08 = 863,08J * Hoạt động 5: phát biểu định luật Jun – Lenxơ (4’) Giáo viên giới thiệu về mối quan hệ mà định luật Jun Len xơ đề cập. Giáo viên đề nghị học sinh phát biểu định luật này. - Đề nghị học sinh cho biết đơn vị của các đại lượng có trong công thức. Giáo viên thông báo thêm vì 1J = 0,24 calo nên nếu tính theo calo thì nhiệt lượng Q = 0,24.I2Rt 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. Q = I2Rt Trong đó: I đơn vị là (A) R đơn vị là () t đơn vị là (s) Q đơn vị là (J) * Hoạt động 6: Vận dụng định luật Jun Lenxơ (8’) Yêu cầu học sinh cho biết nhiệt lượng toả ra ở dây tóc bóng đèn và ở dây dẫn khác nhau do yếu tố nào? Học sinh: do điện trở khác nhau. Từ đó yêu cầu học sinh trả lời câu C4. Giáo viên yêu cầu học sinh tóm tắt đề câu C5. Yêu cầu học sinh cho biết nhiệt độ sôi của nước là bao nhiêu vậy độ chênh lệch nhiệt độ to = (t2 – t1) = ? Theo định luật bảo toàn năng lượng thì A = Q Hay P t = cmto III. Vận dụng. C4. Vì điện trở của dây tóc bóng đèn lớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều, và ngược lại. C5. Tóm tắt Ua = 220V Pa = 1000W U = 220V V = 2lít hay mn = 2kg t1 = 20oC t2 = 100oC cn = 4200J/kg.K t = ? Bài giải A = Q Hay P t = cmto t = = = 672s * Hoạt động 7:Củng cố - hướng dẫn về nhà (5’) Yêu cầu học sinh phát biểu lại định luật Jun – Lenxơ. Về nhà làm các bài tập trong sách bài tập vào vở bài tập Đọc phần có thể em chưa biết . Xem trước Bài 17 Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxơ.