Giải bài tập 16: Định luật Jun - Len - xơ
Định luật Jun - Len - xơ và công suất điện
Dòng điện chạy qua vật dẫn thường sinh ra hiện tượng tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng phát ra trong quá trình này phụ thuộc vào một số yếu tố cụ thể. Để hiểu rõ hơn về vấn đề này, chúng ta sẽ tìm hiểu về công suất điện theo chương trình sách giáo khoa lớp 9.
I. Kiến thức trọng tâm
Trong một số thiết bị như bóng đèn, quạt,... một phần điện năng được chuyển đổi thành nhiệt năng. Trong khi đó, ở một số thiết bị như bàn là, nồi cơm, bếp điện,... toàn bộ điện năng đều biến đổi thành nhiệt năng.
II. Định luật Jun - Len - xơ
Nhiệt lượng phát ra trong dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương của cường độ dòng điện, điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua. Công thức của định luật Jun - Len - xơ được biểu diễn như sau:
Q = I2Rt
Trong đó:
- I được đo bằng đơn vị ampe (A)
- R được đo bằng đơn vị ôm (Ω)
- t được đo bằng đơn vị giây (s)
- Q được đo bằng đơn vị Jun (J)
Lưu ý: Nếu nhiệt lượng Q được đo bằng calo thì công thức của định luật Jun - Len - xơ sẽ là Q = 0,24I2Rt.
Thông qua việc tìm hiểu nội dung trên, hy vọng rằng các bạn sẽ có thêm kiến thức vững chắc và hiểu rõ hơn về định luật Jun - Len - xơ cũng như công suất điện trong các thiết bị điện tử hàng ngày.
Bài tập và hướng dẫn giải
Câu 1. (Trang 45 sách giáo khoa (SGK) vật lí lớp 9)
Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
Câu 2. (Trang 45 sách giáo khoa (SGK) vật lí lớp 9)
Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
Câu 3. (Trang 45 sách giáo khoa (SGK) vật lí lớp 9)
Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.
Câu 4. (Trang 45 sách giáo khoa (SGK) vật lí lớp 9)
Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên?
Câu 5. (Trang 45 sách giáo khoa (SGK) vật lí lớp 9)
Một ấm điện có ghi 220V - 1 000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 20oC. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường, tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước 4 200 J/kg.K.