A. HỌC THEO SGK
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
a) Ba dụng cụ biến đổi điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng là: bóng đèn, bàn là, nồi cơm điện.
b) Ba dụng cụ biến đổi điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng là: quạt điện, máy bơm, cần cẩu.
2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
a) Ba dụng cụ biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng là mỏ hàn, bếp điện, bàn là nhiệt.
b) So sánh điện trở suất: Dây hợp kim nikêlin và constantan có điện trở suất lớn hơn rất nhiều so với điện trở suất của dây đồng.
II. ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
2. Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra
C1.
Điện năng A của dòng điện chạy qua dây dẫn điện trở trong thời gian 300s là:
A = P R.t = I$^{2}$.R.t = 2,4$^{2}$.5.300 = 8640 J.
C2.
Nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được là: Q1 = c1m1Δt° = 4200.0,2.9,5 = 7980 J.
Nhiệt lượng Q2 mà bình nhôm nhận được là:
Q2 = c2.m2.Δt° = 880.0,078.9,5 = 652,08 J.
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được là: Q = Q1 + Q2 = 8632,08 J.
C3.
So sánh A và Q: Ta thấy Q và A tương đương với nhau.
Nhận xét: Như vậy nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì Q và A bằng nhau.
III. VẬN DỤNG
C4. Với cùng một dòng điện chạy qua, dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên, bởi vì:
Dây tóc bóng đèn và dây nối mắc nối tiếp nhau nên dòng điện chạy qua cả hai có cùng cường độ. Theo định luật Jun - Len-xơ, nhiệt lượng tỏa 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 tỏa ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao và phát sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng tỏa ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên.
C5.
Vì ấm sử dụng ở hiệu điện thế U = 220V = Uđm nên công suất tiêu thụ của ấm là P = 1000 W
Theo định luật bảo toàn năng lượng:
A = Q = P .t = c.m (t°2 - t°1)
Suy ra thời gian đun sôi nước là:
$t=\frac{c.m (t°_{2} - t°_{1})}{P}=\frac{4200.2.80}{1000}=672s$
B. Bài tập & Lời giải
1. Bài tập trong SBT
16-17.1. 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
16-17.2. Câu phát biểu nào sau đây 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 và với thời gian dòng điện chạy qua
B. Tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở 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
16-17.3. Cho hai điện trở R1 và R2. Hãy chứng minh rằng:
Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc nối tiếp thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ thuận với các điện trở đó: $\frac{Q_{1}}{Q_{2}}=\frac{R_{1}}{R_{2}}$
Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ nghịch với các điện trở đó: $\frac{Q_{1}}{Q_{2}}=\frac{R_{2}}{R_{1}}$
Xem lời giải
2. Bài tập bổ sung
16.a. Một dây điện trở nhúng ngập trong 1l nước có nhiệt độ ban đầu là 23°C. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây là 220V, cường độ dòng điện chạy qua dây là 5A, tính thời gian cần để đun sôi nước. Bỏ qua nhiệt lượng do ấm thu được và nhiệt lượng tỏa vào môi trường xung quanh?