Giáo án Vật lí Lớp 9 - Tiết 21: Định luật Jun - Lenxơ - Năm học 2020-2021 - Trường THCS Mường Than

Ngày soạn: 14/11/2020 Ngày giảng: 16/11(9E) - 17/11(9C)- 19/11(9B) Tiết 21- Bài 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ I. MỤC TIÊU. 1. 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- Lenxơ và vận dụng được định luật này để giải các bài tập về tác dụng nhiệt của dòng điện. 2. Phẩm chất: Cẩn thận, trung thực, yêu thích môn học. 3. Năng lực: * Năng lực chung: Năng lực tự chủ và tự học. Năng lực giao tiếp và hợp tác. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống, năng lực quan sát. * Năng lực đặc thù: Năng lực ngôn ngữ. Năng lực tính toán. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Nội dung bài học. 2. Học sinh: Đọc trước bài III. PHƯƠNG PHÁP VÀ KĨ THUẬT DẠY HỌC 1. Phương pháp: Thảo luận nhóm, vấn đáp, thuyết trình, luyện tập, thực hành. 2. Kĩ thuật: Kĩ thuật đặt câu hỏi, kĩ thuật chia nhóm, động não. IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP 1. Ổn định. 2. Kiểm tra bài cũ. - Điện năng có thể biến đổi thành những dạng năng lượng nào? Cho ví dụ? dẫn, phát biểu mối quan hệ giữa R với S và R với l 3. Bài mới. * Hoạt động 1: Khởi động. - GV: Dòng điện chạy qua các vật dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng toả ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào? Để hiểu rõ về vấn đề này, chúng ta cùng tìm hiểu bài học hôm nay. * Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới. Hoạt động của GV và HS Nội dung ghi - GV cho HS quan sát một số dụng cụ hay thiết bị điện. ? Trong số các dụng cụ (hay thiết bị) này, dụng cụ (hay thiết bị) nào biến đổi điện năng đồng thời thành niệt năng và năng lượng ánh sáng. ?đồng thời thành nhiệt năng + cơ năng. ? Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng. - GV: 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 các dây dẫn này với dây dẫn bằng đồng. I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng 1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng: a, Điện năng => nhiệt năng + NLAS : Bóng đèn dây tóc, đèn LED, nồi cơm điện, bàn là b, Điện năng=> cơ năng + nhiệt năng : máy sấy tóc, máy bơm nước, máy khoan, máy xay sinh tố, quạt điện 2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng. VD : Mỏ hàn, siêu điện, lò sưởi điện, mikêlin= 0,4.10-6Ωm constantan= 0,5.10-6Ωm đồng= 1,7.10-8Ωm= 0,017.10-6Ωm Dây hợp kim nikêlin và constantan có điện trở suất lớn hơn rất nhiều so với điện trở suất của dây đồng. - GV hướng dẫn HS thảo luận xây dựng hệ thức: - GV: Xét trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng, áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng => Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn Q = A (A= UIt= I2Rt) - GV y/c HS đọc phần mô tả thí nghiệm và các dữ kiện thu được từ thí nghiệm kiểm tra. - GV: ? Tính điện năng theo công thức trên. ? Viết công thức và tính nhiệt lượng Q1, Q2 nhận được để đun sôi nước. ?Tính nhiệt lượng Q= Q1+Q2. ? So sánh Q với A. - GV thông báo: Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì: A= Q. Như vậy hệ thức định luật Jun- Len-xơ mà ta suy luận từ phần 1: Q= I2Rt đã được khẳng định qua thí nghiệm kiểm tra. - GV yêu cầu HS dựa vào hệ thức trên phát biểu thành lời => Định luật Jun- Lenxơ - GV thông báo: Nhiệt lượng Q ngoài đơn vị là Jun (J) còn lấy đơn vị là calo. 1 calo= 0,24 Jun => Q= 0,24 I2.R.t (calo) II. Định luật Jun – Lenxơ 1. Hệ thức của định luật: Trong trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành điện năng: A= Q Q = I2Rt Trong đó: - R là điện trở của dây dẫn - I là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn - t là thời gian dòng điện chạy qua 2. Xử lí kết quả thí nghiệm: C1: A= I2Rt= (2,4)2.5.300 = 8640(J) C2: Nhiệt lượng của nước nhận được là: Q1= m1.c1.t0= 4200.0,2.9,5= 7980(J) Nhiệt lượng của bình nhôm nhận được là: Q2= m2.c2.t0= 880.0,078.9,5= 652,08(J) => Q = Q1 + Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08 (J) C3: QA Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì: A= Q. 3. Định luật Jun - Lenxơ: Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận bới bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua: Q = I2Rt Trong đó: I đo bằng ampe (A) R đo bằng Ôm (Ω) t đo bằng giây (s) Q Nhiệt lượng toả ra (J) * Hoạt động 3: Luyện tập. - HS hoạt động theo nhóm 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: 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 * Hoạt động 3: Luyện tập. - GV y/c HS đọc và trả lời C4 - GV hướng dẫn: + Q= I2.Rt, vậy nhiệt lượng toả ra ở dây tóc bóng đèn và dây nối khác nhau do yếu tố nào? (R) + So sáng điện trở của dây nối và dây tóc => Rút ra kết luận gì? - GV y/c HS HĐ nhóm hoàn thành C5 - Nhận xét rút kinh nghiệm một số sai sót của HS trong quá trình giải BT. ? Viết công thức tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước đã cho theo m, c, t; (Q= mc.t) ? Viết công thức tính điện năng tiêu thụ trong thời gian t để toả ra Q. A= P .t => t= ? III. Vận dụng C4: Dây tóc bóng đèn có rất lớn so với dây nối => R lớn hơn nhiều với điện trở của dây nối. Q= I2Rt mà IĐ= Idây nối=> Q toả ra ở dây tóc > ở dây nối => Dây tóc bóng đèn nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng, còn dây nối hầu như không nóng lên. C5: Tóm tắt Uâ = 220V; Pâ 1000W) ; U = 220V V=2l => m=2kg; c = 4200J/kg.K t = ? Giải: Vì ấm điện được sử dụng với U=Uđm= 220V => P = P đm= 1000 W Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng, ta có: A = Q P .t = mct0 => t= (phút) * Hoạt động 5: Tìm tòi mở rộng - Học kĩ phần ghi nhớ. - Yêu cầu HS đọc mục “có thể em chưa biết” V. HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ - Học và làm bài tập 16- 17.1 -> 16- 17.4 (SBT) - Nghiên cứu trước nội dung bài mới.