Thực hành : Kiểm nghiệm mối quan hệ Q – I 2 trong định luật Jun-Lenxo chi tiết Vật Lý 9

HOCMAI xin gửi tới các em học sinh bài viết hướng dẫn Thực hành : Kiểm nghiệm mối quan hệ Q – I 2 trong định luật Jun-Lenxo được chúng tôi sưu tầm và biên soạn. Bài viết sẽ tóm tắt lại những kiến thức cần nắm và các bước để chuẩn bị cũng như tiến hành thực hiện về chuyên đề Vật Lý 9 này nhé!

 

Bài viết tham khảo thêm:

• Thực hành: Xác định công suất của các dụng cụ điện
• Định luật Jun – Lenxơ
• Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo

 

A. Nội dung định luật Jun Len-xơ:

– Nội dung của định luật Jun Len-xơ:

Khi có dòng điện chạy qua thì nhiệt lượng tỏa ra từ ở dây dẫn tỉ lệ thuận với bình phương của cường độ dòng điện, tỉ lệ thuận với điện trở của dây dẫn và thời gian mà dòng điện chạy qua.

– Hệ thức: 

Q = I².R.t

Trong đó: 

• Điện trở của vật dẫn | R (Ω)
• Cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn | I (A)
• Thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn | t (s)
• Nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn | Q (J)

 

B. Nội dung Thực hành : Kiểm nghiệm mối quan hệ Q – I 2 trong định luật Jun-Lenxo

I. Chuẩn bị

Mỗi nhóm học sinh cần:

• 1 Nguồn điện không đổi | 12V – 2A.
• 1 Ampe kế có độ chia nhỏ nhất 0,1A và giới hạn đo 2A.
• 1 Biến trở loại/kiểu 20Ω – 2A.
• 1 Nhiệt lượng kế dung tích 250ml, dây đốt có điện trở R = 6Ω làm bằng nicrom, là que khuấy, nhiệt kế có phạm vi đo từ 15°C tới 100°C và độ chia nhỏ nhất là 1°C.
• 170ml nước sạch | nước tinh khiết.
• Đồng hồ bấm giây để đo được thời gian, yêu cầu có giới hạn đo là 20 phút và độ chia nhỏ nhất là 1 giây.
• 5 đoạn dây nối, mỗi đoạn có độ dài 40cm.

II. Nội dung thực hành

1) Đổ nước vào trong cốc đun, sao cho sau khi đậy nắp cốc thì toàn bộ dây đốt sẽ ngập hoàn toàn ở trong nước.

2) Lắp nhiệt kế qua nắp tại lỗ ở nắp cốc đun, điều chỉnh lại bầu nhiệt kế ngập trong nước và không được chạm vào dây đốt cũng như không được chạm vào đáy cốc.

3) Đặt thật nhẹ nhàng cốc đun vào trong vỏ ngoài cách nhiệt của chiếc nhiệt lượng kế, kiểm tra lại để đảm bảo vị trí chính xác của nhiệt kế.

4) Mắc dây đốt vào mạch điện như theo sơ đồ hình 18.1:

5) Đóng công tắc rồi điều chỉnh lại biến trở để ampe kế chỉ đúng I1 = 0,6A. Dùng que khuấy nhẹ nhàng nước trong khoảng 1 phút. Rồi sau đó bấm đồng hồ đo thời gian thì ngay lúc đó đọc và ghi lại nhiệt độ ban đầu là t1° vào bảng 1. Trong lúc đun thường xuyên khuấy cốc để nước có nhiệt độ đồng đều. Đun nước trong thời gian 7 phút, lúc cuối thời gian này cần đọc và ghi lại nhiệt độ t2° của nước vào bảng 1.

6) Lần thí nghiệm thứ hai, để nước ở trong cốc đun trở lại với nhiệt độ t1° ban như ở lần thí nghiệm thứ nhất. Điều chỉnh lại biến trở để ampe kế có chỉ số I2 là 1,2A. Làm tương tự như trên, đo và ghi lại nhiệt độ ban đầu t1°, nhiệt độ cuối t2° của nước cùng với thời gian đun nước là 7 phút.

7) Trong lần thí nghiệm thứ ba, tiếp tục để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ ban đầu t1° như lần thí nghiệm thứ nhất. Điều chỉnh lại biến trở để ampe kế có số chỉ I3 bằng 1,8A. Làm tương tự như trên để xác định được các nhiệt độ đầu t1° và cuối t2° của nước cùng trong khoảng thời gian đun là 7 phút.

8) Thực hiện những công việc tiếp theo như trên yêu cầu của mẫu báo cáo.

III. Mẫu báo cáo

Chú ý: Bài mẫu dưới đây chỉ mang tính chất tham khảo, khi làm bài thực hành các em cần thay đổi số đo mà mình đã tiến hành đo được trên trường để có 1 bài báo cáo thực hành đúng.

THỰC HÀNH: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ ĐIỆN

Họ và tên:……………………………..                           Lớp:……………………………

Trả lời câu hỏi

a) Nhiệt lượng ở dây dẫn tỏa ra khi có dòng điện chạy qua sẽ phụ thuộc vào những yếu tố nào và sự phụ thuộc đó biểu thị bằng hệ thức gì?

Hướng dẫn:

• Nhiệt lượng dây dẫn tỏa ra khi có dòng điện chạy sẽ qua phụ thuộc vào điện trở của dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian mà dòng điện chạy qua.
•  Sự phụ thuộc này được biểu hiện bằng hệ thức sau:

Q = I².R.t

b) Nhiệt lượng Q được sử dụng để đun nóng nước có khối lượng là m1 và làm nóng cốc đựng nước có khối lượng là m2, khi nhiệt độ của cốc tặng lên từ t1° đến t2°. c1 là nhiệt dung của nước và c2 là nhiệt dung của chất làm cốc. Hệ thức nào là hệ thức biểu thị mối liên hệ giữa m1, m2, c1, c2,  t1°, t2° và đại lượng Q?

Hướng dẫn:

Hệ thức liên hệ: Q = (m1.c1 + m2.c2) (t1° – t2°)

c) Nếu toàn bộ nhiệt lượng được tỏa ra bởi dây dẫn điện trở là R có dòng điện cường độ là I chạy trong thời gian t được sử dụng để đun nóng nước và cốc ở trên đây thì độ tăng nhiệt độ Δt° = t2° – t1°  liên hệ với cường độ dòng điện II bằng hệ thức nào?

Hướng dẫn:

Khi đó cường độ dòng điện II liên hệ với độ tăng nhiệt độ bằng hệ thức:

2. Độ tăng nhiệt độ Δt° khi đun nước trong thời gian 7 phút với dòng điện có cường độ khác nhau chạy qua dây đốt.

Bảng 1:

Kết quả đo Lần đo	Cường độ dòng điện I (A)	Nhiệt độ ban đầu t1°	Nhiệt độ cuối t2°	Độ tăng nhiệt độ Δt° = t2° – t1°
1	I1 = 0,6	24°C	26°C	Δt1° = 2°C
2	I2 = 1,2	25°C	33°C	Δt2° = 8°C
3	I3 = 1,8	25°C	42°C	Δt3° = 17°C

 

a) Tỉ số:

So sánh ta nhận thấy: 

b) Tỉ số:

Nếu bỏ qua sai số ở trong quá trình làm thực nghiệm và sự hao phí nhiệt ra bên ngoài môi trường thì ta có thể coi: 

3. Kết luận

Nhiệt lượng tỏa ra tại dây dẫn khi có dòng điện chạy qua sẽ tỉ lệ thuận cùng với bình phương cường độ dòng điện chạy qua.

Hệ thức: 

Q = I².R.t

Trong đó: 

• Điện trở của vật dẫn | R (Ω)
• Cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn | I (A)
• Thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn | t (s)
• Nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn | Q (J)

 

Trên đây là bài viết hướng dẫn các em học sinh Thực hành: Xác định công suất của các dụng cụ điện. HOCMAI mong rằng qua bài viết, các em sẽ nắm chắc kiến thức và hiểu rõ hơn về cách tiến hành cũng như chuẩn bị thật tốt bài thực hành ở trên lớp sắp tới.