Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng

Giải VBT Lí 9 Bài 16: Định luật Jun – Lenxo

Lí thuyết trang 48-49 VBT Vật lí 9

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 một phần 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 một phần 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.t = I².R.t = 2,4².5.300 = 8640 J

C2. Nhiệt lượng Q₁ mà nước nhận được là:

Q₁ = c₁.m₁.Δt = 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 = 7980 + 652,08 = 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. Tóm tắt:

Đ: U_dm = 220V; P_dm = 1000W

U = 220V; V = 2l, t₀ = 20^oC; c = 4200J/kg.K; t₂ = 100^oC

t = ?

Hướng dẫn giải

Vì ấm điện sử dụng ở hiệu điện thế U = 220V = U_dm nên công suất tiêu thụ của ấm là: P = P_dm = 1000 W

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

A = Q = P .t = c.m (t₂ - t₁)

Suy ra thời gian đun sôi nước là:

$t=\frac{A}{P}=\frac{mc.\left(t_2-t_1\right)}{P}=\frac{\mathrm{4200.2.80}}{1000}=672\left(s\right)$ 

Xem thêm lời giải vở bài tập Vật lí lớp 9 hay, chi tiết khác:

Câu 16 - 17.1 trang 49 VBT Vật Lí 9: Định luật Jun Lenxo cho biết điện năng biến đổi...

Câu 16 - 17.2 trang 49 VBT Vật Lí 9: Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy...

Câu 16 - 17.3 trang 49 VBT Vật Lí 9: Gọi nhiệt lượng tỏa ra ở các điện trở này tương ứng là...

Câu 16a trang 49 VBT Vật Lí 9: Một dây điện trở nhúng ngập trong 1l nước có nhiệt độ ban đầu là 23°C...