Chương I: Điện Học – Vật Lý Lớp 9
Bài 18: Thực Hành Kiểm Nghiệm Mối Quan Hệ \(Q-I^2\) Trong Định Luật Jun-LenXơ
Nội dung bài thực hành này các em học sinh vẽ được sơ đồ mạch điện của thí nghiệm kiểm nghiệm định luật Jun-LenXơ. Lắp ráp thí nghiệm và kiểm nghiệm mối qua hệ \(\)\(Q~I^2\) trong định luật Jun-LenXơ.
I. Chuẩn Bị
– 1 nguồn điện không đổi 12V – 2A.
– 1 ampe kế có giới hạn đo 2A và độ chia nhỏ nhất 0,1A.
– 1 biến trở loại 20 – 2A.
– Nhiệt lượng kế dung tích 250 ml, dây nối 6 bằng nicrôm, que khuấy.
– 1 nhiệt kế có phạm vi đo từ \(15^0C – 100^0C\) và độ chia nhỏ nhất \(10^C\).
– 170 ml nước tinh khiết.
– 1 đồng hồ bấm giây.có giới hạn đo 20 phút và độ chia nhỏ nhất 1 giây.
– 5 đoạn dây nối 40cm
Học sinh: Chuẩn bị sẵn báo cáo, trong đó trả lời các câu hỏi của phần 1.
II. Nội Dung Thực Hành
Bước 1: Đổ nước vào cốc đun, sao cho khi đậy nắp cốc thì toàn bộ dây đốt ngập hoàn toàn trong nước.
Bước 2: Lắp nhiệt kế qua nắp ở lỗ ở nắp cốc đun, điều chỉnh bầu nhiệt kế ngập trong nước và không chạm vào dây đốt cũng như không chạm vào đáy cốc.
Bước 3: Đặt nhẹ nhàng cốc đun vào trong vỏ ngoài các điện của nhiệt lượng kế, kiểm tra để bảo đảm vị trí đúng của nhiệt kế.
Bước 4: Mắc dây đốt vào mạch điện như sơ đồ hình 18.1 SGK.
Bước 5:
- Đóng công tắc điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ \(I_1=0,6A\).
- Dùng que khuấy nước nhẹ nhàng trong khoảng 1 phút. Sau đó bấm đồng hồ đo thời gian thì ngay khi đó đọc và ghi nhiệt độ ban đầu \(t^0_1\) vào bảng 1.
- Trong khi đun thường xuyên khuấy để nước có nhiệt độ đồng đều.
- Đun nước trong 7 phút, ngay cuối thời gian này đọc và ghi nhiệt độ \(t^0_2\) của nước vào bảng 1
Bước 6:
- Trong lần thí nghiệm thứ hai, để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ \(t^0_1\) ban như lần thí nghiệm thứ nhất.
- Điều chỉnh biến trở để ampe kế có chỉ số \(I_2=1,2A\). Làm tương tự như trên, đo và ghi nhiệt độ ban đầu \(t^0_1\), nhiệt độ cuối \(t^0_2\) của nước cùng với thời gian đun là 7 phút.
Bước 7:
- Trong lần thí nghiệm thứ ba, lại để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ \(t^01\) ban đầu như lần thí nghiệm thứ nhất.
- Điều chỉnh biến trở để ampe kế có số chỉ \(I_3=1,8A\).
- Làm tương tự như trên để xác định các nhiệt độ đầu \(t^0_1\) và cuối \(t^0_2\) của nước cùng trong thời gian đun là 7 phút.
Bước 8: Thực hiện các công việc tiếp theo như yêu cầu của mẫu báo cáo.
III. Mẫu Báo Cáo
Thực Hành Kiểm Nghiệm Mối Quan Hệ \(Q-I^2\) Trong Định Luật Jun-LenXơ
Họ và tên: …………………………………………….Lớp:……………………………..
1. Trả lời câu hỏi
a. Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc đó biểu thị bằng hệ thức nào?
– Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào cường độ dòng điện, điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
– Sự phụ thuộc này biểu thị bằng hệ thức \(Q = I^2Rt\)
b. Nhiệt lượng Q được dùng để đun nóng nước có khối lượng \(m_1\) và làm nóng cốc đựng nước có khối lượng \(m_2\), khi nhiệt độ của cốc tăng từ \(t^0_1\) đến \(t^0_2\). Nhiệt dung của nước là \(c_1\) và nhiệt dung riêng của chất làm cốc là \(c_2\). Hệ thức nào biểu thị môí liên hệ giữa Q và các đại lượng \(m_1 , m_2, c_1, c_2, t^0_1, t^0_2\)?
– Đó là hệ thức \(Q = (c_1m_1 + c_2m_2)(t^0_2 – t^0_1)\)
c. Nếu toàn bộ nhiệt lượng toả ra bởi dây dẫn điện trở R có dòng điện cường độ I chạy trong thời gian t được dùng để đun nóng nước và cốc trên đây thì độ tăng nhiệt độ \(△ = t^0_2 – t^0_1\) liên hệ với cường độ dòng điện I bằng hệ thức nào?
– Khi đó độ tăng nhiệt độ liên hệ với cường độ dòng điện I bằng hệ thức:
– \(△ = t^0_2 – t^0_1 = \frac{Rt}{c_1m_1 + c_2m_2}I^2\)
2. Độ tăng nhiệt độ \(△t^0\) khi đun nước trong 7 phút với dòng điện có cường độ khác nhau chạy qua dây đốt
Lần đo trên kết quả đo | Cường độ dòng điện I(A) | Nhiệt độ ban đầu \(t^0_1\) | Nhiệt độ cuối \(t^0_2\) | Độ tăng nhiệt độ \(△t^0 = t^0_2 – t^0_1\) |
1 | \(I_1 = 0,6\) | 25 | 26,159153634 | \(△t^0_1 = 1,159153634\) |
2 | \(I_2 = 1,2\) | 25 | 29,636614535 | \(△t^0_2 = 4,636614535\) |
3 | \(I_3 = 1,8\) | 25 | 35,4323827 | \(△t^0_3 = 10,432827\) |
a. Tính tỉ số \(\frac{△t^0_2}{△t^0_1}\) và so sánh với tỉ số \(\frac{I^2_2}{I^2_1}\)
So sánh gián tiếp:
\(\frac{△t^0_2}{t^0_1} = \frac{4,636614535}{1,159153634} = 4\)
\(\frac{I^2_2}{I^2_1} = \frac{1,44}{0,36} = 4\)
Ta có thể so sánh trực tiếp như sau:
\(\frac{Q_2}{Q_1} = \frac{3628,8}{927,2} = 4\)
\(\frac{I^2_2}{I^2_1} = \frac{1,44}{0,36} = 4\)
b. Tính tỉ số \(\frac{△t^0_3}{△t^0_1}\) và so sánh bới tỉ số \(\frac{I^2_3}{I^2_1}\)
So sánh gián tiếp:
\(\frac{△t^0_3}{t^0_1} = \frac{10,4323827}{1,159153634} = 9\)
\(\frac{I^2_3}{I^2_1} = \frac{3,24}{0,36} = 9\)
Ta có thể so sánh trực tiếp như sau:
\(\frac{Q_3}{Q_1} = \frac{8164,8}{927,2} = 9\)
\(\frac{I^2_3}{I^2_1} = \frac{3,24}{0,36} = 9\)
3. Kết luận
Từ các kết quả trên, hãy phát biểu mối quan hệ giữa nhiệt lượng Q tỏa ra trên dây dẫn với cường độ dòng điện I chaỵ qua nó.
Vậy nhiệt lượng Q tỏa ra trên dây dẫn tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện chạy qua nó.
Trên là mẫu báo cáo bài 18 thực hành kiểm nghiệm mối quan hệ \(Q-I^2\) trong định luật Jun-Lenxơ chương 1 vật lý 9. Bài học này là một tiết thực hành thú vị giúp các bạn vừa chơi vừa học. Chúc các bạn học tốt vật lý 9.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 20: Tổng Kết Chương I Điện Học
- Bài 19: Sử Dụng An Toàn Và Tiết Kiệm Điện
- Bài 17: Bài Tập Vận Dụng Định Luật Jun – LenXơ
- Bài 16: Định Luật Jun – Len-Xơ
- Bài 15: Thực Hành Xác Định Công Suất Của Các Dụng Cụ Điện
- Bài 14: Bài Tập Về Công Suất Điện Và Điện Năng Sử Dụng
- Bài 13: Điện Năng – Công Của Dòng Điện
- Bài 12: Công Suất Điện
- Bài 11: Bài Tập Vận Dụng Định Luật Ôm Và Công Thức Tính Điện Trở Của Dây Dẫn
- Bài 10: Biến Trở – Điện Trở Dùng Trong Kĩ Thuật
- Bài 9: Sự Phụ Thuộc Của Điện Trở Vào Vật Liệu Làm Dây Dẫn
- Bài 8: Sự Phụ Thuộc Của Điện Trở Vào Tiết Diện Dây Dẫn
- Bài 7: Sự Phụ Thuộc Của Điện Trở Vào Chiều Dài Dây Dẫn
- Bài 6: Bài Tập Vận Dụng Định Luật Ôm
- Bài 5: Đoạn Mạch Song Song
- Bài 4: Đoạn Mạch Nối Tiếp
- Bài 3: Thực Hành Xác Định Điện Trở Của Một Dây Dẫn Bằng Ampe Kế Và Vôn Kế
- Bài 2: Điện Trở Của Dây Dẫn – Định Luật Ôm
- Bài 1: Sự Phụ Thuộc Của Cường Độ Dòng Điện Vào Hiệu Điện Thế Giữa Hai Đầu Dây Dẫn
Trả lời