Lý thuyết định luật jun - len - xơ đầy đủ nhất

Định luật Jun - len - xơ là một trong những phần lý thuyết quan trọng trong việc nghiên cứu về nhiệt học thuộc chương I Điện học Vật lý 9. mời các bạn tham khảo bài viết lý thuyết định luật Jun len xơ lớp 9 và các dạng bài tập vận dụng định luật Jun len xơ. Hy vọng với bài viết định luật Jun len xơ, các bạn sẽ hiểu rõ hơn về định luật này cũng như chương I Vật lý 9!

A. Một số kiến thức cần nhớ về lý thuyết định luật Jun - len - xơ. Định luật Jun len xơ lớp 9

1. Một số ví dụ về chuyển đổi sang nhiệt năng từ điện năng 

- Một lượng điện năng được chuyển đổi sang thành nhiệt năng có trong các trường hợp như là quạt, bóng đèn thắp sáng,...

- Toàn bộ điện năng được chuyển đổi sang thành nhiệt năng có trong các trường hợp như là lò vi sóng, bàn là, bếp từ,...

2. Định luật Jun-len-xơ

- Trong môi trường khi có dòng điện chạy qua, dây dẫn điện sẽ tỏa ra một lượng nhiệt lượng. Nhiệt lượng đó có đặc điểm là tỉ lệ thuận với bình phương độ lớn cường độ của dòng điện, điện trở dây dẫn và khoảng thời gian để dòng điện có thể chạy qua dây dẫn điện đó. Định luật Jun - len - xơ được thể hiện bằng công thức như sau:

\(Q=I^2Rt\)

Với các yếu tố thành phần có trong công thức ta có:

+ Cường độ của dòng điện chạy qua dây dẫn được kí hiệu là I, đo bằng đơn vị ampe (A)

+ Điện trở của dây dẫn được kí hiệu là R, đo bằng đơn vị ôm (\(\Omega \))

+ Thời gian để dòng điện có thể chạy qua dây dẫn được kí hiệu là t, đo bằng đơn vị giây (s)

+ Nhiệt lượng dây dẫn tỏa ra được kí hiệu là Q, đo bằng đơn vị jun (J)

- Một số lưu ý về đơn vị jun (J) và đơn vị calo (cal) khi tính nhiệt lượng 

+ Về độ lớn: 1 Jun = 0,24 cal, 1 cal = 4,18 Jun và 1 kcal = 1000 cal

+ Nếu tính theo đơn vị là calo thì công thức nhiệt lượng tính theo định luật Jun - len - xơ sẽ có dạng như sau:

\(Q=0,24I^2Rt\)

B. Bài tập vận dụng định luật Jun len xơ

1. Một số bài tập tự luận định luật Jun len xơ

Bài 1: Dùng một khoảng thời gian là 10 phút để cho một lượng 1,5 lít nước trong một cái ấm đạt được trạng thái sôi. Biết rằng ở vị trí hai đầu dây nung của ấm nước có hiệu điện thế là 220V. Giả sử sự hao phí của nhiệt lượng để làm sôi 1 lít nước thì cần 420000J, hỏi dây nung của ấm có điện trở bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn làm bài tập bài 1:

Sự hao phí của nhiệt lượng để làm sôi 1,5 lít nước là:

Q = 420000.1.5 = 630000J

Theo định luật Jun len xơ về nhiệt lượng tỏa ra của ấm là \(Q=I^2Rt\), từ đó suy ra điện trở của dây nung là:

\(R=\dfrac{U^2t}{Q}\) => \(R=\dfrac{220^2.10.60}{630000}\) = \(46,1\Omega \)

Bài 2: Trong khoảng thời gian là mùa đông, người ta sử dụng một lò sưởi chạy bằng điện với các thông số là 220V - 880W với một tần suất là 4 giờ/ ngày. Hỏi:

a, Dây nung của chiếc lò sưởi đó có điện trở là bao nhiêu? Khi chạy qua điện trở đó thì cường độ mà dòng điện có được là bao nhiêu?

b, Trong mỗi ngày, lò sưởi chạy bằng điện sẽ tỏa ra một nhiệt lượng là bao nhiêu? (Biết rằng nhiệt lượng tỏa ra của chiếc lò sưởi điện được tính theo một đơn vị là kJ)

c, Với việc sử dụng tần suất là 4 giờ/ ngày, nếu sử dụng trong 30 ngày thì tiền điện phải trả cho chiếc lò sưởi chạy bằng điện là bao nhiêu khi biết rằng giá điện là 1000 VNĐ/kWh?

Hướng dẫn giải bài tập bài 2: 

a, Dây nung của chiếc lò sưởi có điện trở là:

\(P=\dfrac{U^2}{R}\) => \(R=\dfrac{220^2}{880}\) = \(55\Omega \)

Khi chạy qua điện trở có độ lớn là \(55\Omega \) thì dòng điện sẽ có một cường độ là:

\(I=\dfrac{P}{U}\) => \(I=\dfrac{880}{220}\) = \(4A\)

b, Trong khoảng thời gian mỗi ngày thì nhiệt lượng tỏa ra một lượng là:

\(Q=I^2Rt\) = \(4^2.55.4.3600\) = 12672000J = 12672 (kJ)

c, Khi sử dụng một chiếc lò sưởi được làm bằng điện thì điện năng mà nó tiêu thụ trong vòng 30 ngày là 

\(A=P.t\) = 880.4.30 = 105600 (Wh) = 105,6 (kWh)

Vì vậy tiền điện phải trả cho việc sử dụng lò sưởi bằng điện trong khoảng thời gian 30 ngày là:

T = 105,6.1000 = 105600 đồng

Bài 3: Trong khoảng thời gian, người ta sử dụng một bếp chạy bằng điện với các thông số là 220V - 1000W với một tần suất là 4 giờ/ ngày. Hỏi:

a, Dây mayso của chiếc bếp chạy bằng điện đó có điện trở là bao nhiêu? Khi chạy qua điện trở đó thì cường độ mà dòng điện có được là bao nhiêu?

b, Trong mỗi ngày, bếp chạy bằng điện sẽ tỏa ra một nhiệt lượng là bao nhiêu? (Biết rằng nhiệt lượng tỏa ra của chiếc bếp chạy bằng điện được tính theo một đơn vị là kJ)

c, Với việc sử dụng tần suất là 4 giờ/ ngày, nếu sử dụng trong 30 ngày thì tiền điện phải trả cho chiếc bếp chạy bằng điện là bao nhiêu khi biết rằng giá điện là 1100 VNĐ/kWh?

Hướng dẫn giải bài tập bài 3: 

a, Dây nung của chiếc bếp chạy bằng điện có điện trở là:

\(P=\dfrac{U^2}{R}\) => \(R=\dfrac{220^2}{1000}\) = \(48,4\Omega \)

Khi chạy qua điện trở có độ lớn là \(55\Omega \) thì dòng điện sẽ có cường độ là:

\(I=\dfrac{P}{U}\) => \(I=\dfrac{1000}{220}\) = \(\dfrac{50}{11}A\)

b, Trong khoảng thời gian mỗi ngày thì nhiệt lượng tỏa ra một lượng là:

\(Q=I^2Rt\) = \((\dfrac{50}{11})^2.48,4.4.3600\) = 14400000 = 14400 (kJ)

c, Khi sử dụng một chiếc bếp nấu được làm bằng điện thì điện năng mà nó tiêu thụ trong vòng 30 ngày là 

\(A=P.t\) = 1000.4.30 = 120000 (Wh) = 120 (kWh)

Vì vậy tiền điện phải trả cho việc sử dụng bếp bằng điện trong khoảng thời gian 30 ngày là:

T = 120.1000 = 120000 đồng

2. Một số câu hỏi trắc nghiệm về hệ thức định luật Jun-len-xơ

Câu 1: Với các phát biểu sau đây, hãy khoanh vào phát biểu đúng nhất:

A. Trong định luật Jun - len - xơ, hóa năng được chuyển hóa từ điện năng.

B. Trong định luật Jun - len - xơ, cơ năng được chuyển hóa từ điện năng.

C. Trong định luật Jun - len - xơ, năng lượng ánh sáng được chuyển hóa từ điện năng.

D. Trong định luật Jun - len - xơ, nhiệt năng được chuyển hóa từ điện năng.

Câu 2: Cho một dây dẫn đang trong trạng thái được mắc vào một một hiệu điện thế là một giá trị không thay đổi. Khi đó sự phụ thuộc của nhiệt lượng được tỏa ra từ dây dẫn sẽ như thế nào với điện trở của dây dẫn đó?

A. Nhiệt lượng tỏa ra sẽ tăng lên hai lần khi dây dẫn giảm đi một nửa về điện trở.

B. Nhiệt lượng tỏa ra sẽ tăng lên hai lần khi dây dẫn tăng lên hai lần về điện trở.

C. Nhiệt lượng tỏa ra sẽ tăng lên bốn lần khi dây dẫn giảm đi một nửa về điện trở.

D. Nhiệt lượng tỏa ra sẽ giảm đi một nửa khi dây dẫn tăng lên bốn lần về điện trở.

Câu 3: Với các phát biểu sau đây, hãy khoanh vào phát biểu đúng nhất:

A. Nhiệt lượng của một dây dẫn tỏa ra có đặc điểm là tỉ lệ thuận với bình phương độ lớn cường độ của dòng điện, điện trở dây dẫn và khoảng thời gian để dòng điện có thể chạy qua dây dẫn điện đó.

B. Nhiệt lượng của một dây dẫn tỏa ra có đặc điểm là tỉ lệ thuận độ lớn cường độ của dòng điện, điện trở dây dẫn và khoảng thời gian để dòng điện có thể chạy qua dây dẫn điện đó.

C. Nhiệt lượng của một dây dẫn tỏa ra có đặc điểm là tỉ lệ nghịch với độ lớn cường độ của dòng điện, điện trở dây dẫn và khoảng thời gian để dòng điện có thể chạy qua dây dẫn điện đó.

D. Nhiệt lượng của một dây dẫn tỏa ra có đặc điểm là tỉ lệ nghịch với bình phương độ lớn cường độ của dòng điện, điện trở dây dẫn và khoảng thời gian để dòng điện có thể chạy qua dây dẫn điện đó.

Câu 4: Một chiếc bàn là đang trong trạng thái được mắc với một hiệu điện thế có giá trị là 110V và một dòng điện chạy qua có cường độ là 5A. Khoảng thời gian trung bình dùng chiếc bàn là này là 15 phút mỗi ngày. Vậy trong 30 ngày, bàn là tiêu thụ một lượng điện năng là:

\(A. 3,475 (kWh)\)

\(B. 2,125 (kWh)\)

\(C. 4,25 (kWh)\)

\(D. 4,125(kWh)\)

Câu 5: Trong khoảng thời gian là mùa đông, người ta sử dụng một lò sưởi chạy bằng điện với các thông số là 220V - 1100W với một tần suất là 4 giờ/ ngày. Vậy khi chạy qua dây nung của chiếc lò sưởi đó, cường độ của dòng điện có độ lớn là:

\(A. 1A\)

\(B. 2A\)

\(C. 3A\)

\(D. 5A\)

Câu 6: Trong một khoảng thời gian là 10 phút, nhiệt lượng tỏa ra từ một điện trở có độ lớn là 30\(\Omega \) khi có một dòng điện với cường độ là 2mA chạy qua là

\(A. Q=7,2J\)

\(B. Q=60J\)

\(C. Q=120J\)

\(D. Q= 3600J\)

Tham khảo thêm >>> Giải lý 9 bài Định luật Jun len xơ

đã đem lại cho các bạn bài lý thuyết hệ thức định luật Jun-len-xơ và các dạng bài tập về định luật Jun-len-xơ thông qua bài viết Định luật Jun - len - xơ. Nếu có đóng góp hay thắc mắc gì về bài viết định luật Jun - len - xơ, các bạn hãy để lại comment dưới phần bình luận nhé!