Bài 18: Thực hành Kiểm nghiệm mối quan hệ Q - I^2 trong định luật Jun-Lenxo - Vật lý 9

Qua bài học giúp các em HS

  • Vẽ được sơ đồ mạch điện của TN kiểm nghiệm định luật Jun-Len xơ.
  • Lắp ráp và tiến hành được TN kiểm nghiệm mối quan hệ Q~ I2 trong định luật Jun-Len xơ. 
  • Tác phong cẩn thận kiên trì, chính xác và trung thực trong quá trình thực hiện các phép đo và ghi lại các kết quả đo của TN.

Tóm tắt lý thuyết

I. Chuẩn bị 

Đối với mỗi nhóm học sinh
  • Nguồn điện không đổi 12V-2A.
  • Ampe kế có giới hạn đo 2A và độ chia nhỏ nhất 0,1A.
  • Biến trở loại 20Ω - 2A
  • Nhiệt lượng kế 250ml, dây đốt có điện trở 6Ω bằng nicrom, que khuấy, nhiệt kế có phạm vi đo từ 150C tới 1000C và độ chia nhỏ nhất 10C
  • 170ml nước sạch (nước tinh khiết)
  • Đồng hồ bấm giây để đo thời gian có giới hạn đo 20 phút và độ chia nhỏ nhất 1 giây.
  • Năm đoạn dây nối mỗi đoạn 40 cm
Chuẩn bị báo cáo thực hành theo mẫu đã dặn dò ở tiết trước. 
2. 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 I1=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 t01 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 t02 của nước vào bảng 1
  • Bước 6: Trong lần TN thứ hai, để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t01 ban như lần TN thứ nhất. Điều chỉnh biến trở để ampe kế có chỉ số I2=1,2A. Làm tương tự như trên, đo và ghi nhiệt độ ban đầu t01 , nhiệt độ cuối t02 của nước cùng với thời gian đun là 7 phút.
  • Bước 7: Trong lần TN thứ ba, lại để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t01 ban đầu như lần TN thứ nhất. Điều chỉnh biến trở để ampe kế có số chỉ I3=1,8A. Làm tương tự như trên để xác định các nhiệt độ đầu t01 và cuối t02 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. 

Bài tập minh họa

Trả lời câu hỏi của mẫu báo cáo thực hành: 

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=I2Rt

b. Nhiệt lượng Q được dùng để đun nóng nước có khối lượng m1 và làm nóng cốc đựng nước có khối lượng m2 , khi nhiệt độ của cốc tăng từ t01 đến t02 . Nhiệt dung của nước là c1 và nhiệt dung riêng của chất làm cốc là c2 . Hệ thức nào biểu thị môí liên hệ giữa Q và các đại lượng m1 , m2 , c1 , c2 , t01 , t02

  • Đó là hệ thức Q=(c1m1+c2m2)(t02-t01)

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 $\bigtriangleup$ t=\(t^o_2 - t^o_1\) 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: 

$\bigtriangleup$ to =\(t^o_2 - t^o_1\) = \({Rt \over c_1m_1+c_2m_2}I^2\)

Lời kết

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến  Thực hành Kiểm nghiệm mối quan hệ Q-I2 trong định luật Jun-Lenxo cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được : 

  • Vẽ được sơ đồ mạch điện của TN kiểm nghiệm định luật Jun-Len xơ.
  • Lắp ráp và tiến hành được TN kiểm nghiệm mối quan hệ Q~ I2 trong định luật Jun-Len xơ. 

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài Kiểm tra Trắc nghiệm, Bài tập SGK   Thực hành Kiểm nghiệm mối quan hệ Q-I2 trong định luật Jun-Lenxo cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để test kiến thức cho bản thân nhé. Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy đặt câu hỏi ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt! Đạt kết quả cao trong kỳ thi tới!

-- Mod Vật Lý 9 HỌC247