Phương Pháp Giải Bài Tập Định Luật Jun – Len-xơ Nhanh Nhất

Để giải được bài tập về định luật Jun-len-xơ các em cầm nắm vững kiến thức cơ bản, sau đó áp dụng phương pháp phù hợp và vận dụng để làm bài tập một cách nhanh nhất và hiệu quả nhất! Cùng tham khảo những nội dung dưới đây để hiểu về định luật Jun-len-xơ nhé!

I. Kiến thức cần nắm

1. Phát biểu định luật Jun-len-xơ

* Định luật Jun – len – xơ: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỉ lệ thuận với điện trở và thời gian dòng điện chạy qua.

– Công thức tính:  Q = I2.R.t 

Trong đó:

• Q là nhiệt lượng tỏa ra (J)
•  I là cường độ dòng điện (A)
• R là điện trở (Ω)
•  t: thời gian (s)

2. Một số công thức giải bài tập

Ngoài áp dụng định luật Jun-len-xơ cần chú ý sử dụng một số công thức sau:

• Tính công suất tỏa nhiệt của dây dẫn

 P = Q/t

Trong đó:

Q:Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn | Đơn vị (J)
t :Thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn | Đơn vị (s)
P : Công suất tỏa nhiệt của dây dẫn | Đơn vị (W)

• Phương trình cân bằng nhiệt:             Qtỏa = Qthu

Trong đó: 

• Qtỏa | Nhiệt lượng tỏa ra của dây dẫn
• Qthu | Nhiệt lượng thu vào của dây dẫn

Lưu ý: Trong trường hợp nếu điện trở của dây dẫn là điện trở thuần vậy thì điện năng biến đổi hoàn toàn trở thành nhiệt năng. Khi đó: Q = A

II. Vận dụng định luật Jun – Len-xơ để giải bài tập

Bài tập 1 (Trang 47 SGK Vật Lý 9)

Một một bếp điện hoạt động bình thường có điện trở là R = 80Ω và cường độ dòng điện chạy qua bếp khi đó là I = 2,5A

a) Tính nhiệt lượng của bếp tỏa ra trong 1s

b) Dùng bếp điện ở trên để đun sôi 1,5L nước có nhiệt độ ban đầu là 25°C thì thời gian cần để đun sôi nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để giúp đun sôi nước là có ích, Hãy tính hiệu suất của bếp. Cho biết c = 4200 J/kg.K là nhiệt dung riêng của nước.

c) Mỗi ngày sẽ sử dụng bếp điện này trong 3 giờ. Tính tiền điện cần phải trả cho việc sử dụng bếp điện đó trong vòng 30 ngày, biết giá 1kWh.h là 700 đồng.

Lời giải

a) Nhiệt lượng bởi bếp tỏa ra trong 1 giây là: Q = I².R.t = (2,5)².80.1 = 500J

b) Nhiệt lượng cần để có thể đun sôi nước là: Qích = Qi = m.c.Δt = 1,5.4200.(100°- 25°) = 472500J – Nhiệt lượng bởi bếp tỏa ra là:

Qtp = I².R.t = (2,5)².80.1200 = 600000J

– Hiệu suất của bếp điện là: H = (Qi/Qtp).100% = (472500/600000).100% = 78,75%

c) Điện năng sử dụng trong vòng 30 ngày là: A = P.t = I².R.t  = (2,5)² .80.90 = 45000W.h = 45kW.h

– Số tiền điện phải trả là: T = 700.45 = 31500 đồng

Bài tập 2 (Trang 48 SGK Vật Lý 9)

Một ấm điện có ghi là 220V – 1000W được sử dụng với hiệu điện thế U = 220V để đun sôi 2L nước từ nhiệt độ ban đầu là 20°C. Hiệu suất của ấm là H = 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để có thể đun sôi nước được coi là có ích.

a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để có thể đun sôi lượng nước trên, biết rằng 4200 J/kg.K là nhiệt dung riêng của nước.

b) Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đó bởi ấm điện?

c) Tính thời gian cần để đun sôi lượng nước trên?

Lời giải

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để có thể đun sôi lượng nước trên là: Q1 = c.m.(T – T0) = 4200.2.(100 – 20) = 672000 (J)

b) Hiệu suất của bếp: H = (Qi/Qtp).100%

– Nhiệt lượng tỏa ra khi đó bởi ấm điện là: Qtp = Qi/H = 672000/90% 746666,7J ≈ 746700J

c) Từ công thức: Qtp = A = P.t

⇒ Thời gian đun sôi lượng nước: t = Qtp/P = 746700/1000 = 746,7s

Bài tập 3 ( Trang 48 SGK Vật Lý 9 )

Đường dây dẫn từ mạng điện chung đến một gia đình có tổng chiều dài là 40m và có lõi làm bằng đồng với tiết diện 0,5 mm². Hiệu điện thế tại cuối đường dây (tại nhà) là U = 220V. Gia đình này sử dụng những dụng cụ điện có tổng công suất là P = 165W trung bình trong 3 giờ mỗi ngày. Biết rằng điện trở suất của đồng là 1,7.10^-8Ω.m.

a) Tính điện trở R của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung đến gia đình.

b) Tính cường độ dòng điện khi sử dụng công suất đã cho trên đây chạy trong dây dẫn

c) Tính nhiệt lượng tỏa ra ở trên dây dẫn ấy trong vòng 30 ngày theo đơn vị là kW.h

Lời giải

a) Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn là: R = ρ.l/S = 1,7.10^-8.(40/0,5.10^-6) = 1,36Ω

b) Cường độ dòng điện chạy ở trong dây dẫn là: I = P/U = 165/220 = 0,75A

c) Công suất tỏa ra ở trên dây dẫn là: Pnh = I².R = 0,75².1,36 = 0,765W

– Nhiệt lượng tỏa ra từ trên dây dẫn là: Qnh = Pnh.t = 0,765.324000 = 247860 J ≈ 0,07kW.h (vì 1kW.h = 1000W.3600s = 3600000J)

Lời kết

Trên đây là toàn bộ kiến thức về định luật jun – len-xơ mà các em cần nắm bắt. Hãy nắm chắc lý thuyết và công thức cơ bạn trước khi làm bài tập để đạt hiệu quả cao. Chúc các em áp dụng hiệu quả và học tập tốt trong môn vật lý lớp 9!