Giáo án Vật lý Lớp 9 - Bài 16 đến 22 - Lê Xuân Độ

Bài 16
Định luật Jun - len -xơ
I - Mục tiêu
1. Nêu được tác dụng nhiệt của dòng điện: Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thống thường thì một phần hay toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng.
2. Phát biểu định luật Junlenxơ và vận dụng được định luật để giải các bài tập về tác dụng nhiệt của dòng điện
II- Chuẩn bị
III- Hoạt động dạy học
Trợ giúp của GV 
Hoạt động của HS 
HĐ1: Tìm hiểu sự biến đổi điện năng thành nhiệt năng
Cho HS quan sát trực tiếp hoặc giới thiệu hình vẽ các dụng cụ hay thiết bị điện sau: bóng đèn dây tóc, dèn của bút thử điện, đèn LED, nồi cơm điện, bàn là, ấm điện, mỏ hàn, mày sấy tóc, quạt điện, máy bơm nước, máy khoan điện.
Trong số các dụng cụ hay thiết bị trên đây, dụng cụ hay thiết bị nào biến đổi điệnnăng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng? Đồng thời thành nhiệt năng và cơ năng?
Trong số các dụng cụ hay thiết bị trên đây, dụng cụ hay thiết bị nào biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng?
a) Kể tên một vài dụng cụ hay thiết bị điện biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng.
b) Kể tên một vài dụng cụ hay thiết bị biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng.
I.Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
1.một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
HĐ2: Xây dựng hệ thức biểu thị định luật Jun - Len - Xơ
Viết công thức tính điện năng tiêu thụ theo I,R,t và áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng.
- HS: Đọc SGK
II. Định luật Jun –Len – xơ:
1. Hệ thức của định luật
đ Q = A = I2.R.t. Với R là điện trở của dây dẫn 
I : Là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn 
t: Tgian dòng điện chạy qua 
HĐ3: Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra hệ thức biểu thị định luật Jun- Len - Xơ
đề nghị HS nghiên cứu SGK 
Tính điện năng A theo công thức đã viết trên đây.
Viết công thức và tính nhiệt lượng Q1 nước nhận được, Nhiệt lương Q2 bình nhôm nhận được để đun sôi nước .
Từ đó tính nhiệt lượng Q = Q1 +Q2 nước và bình nhôm nhận được khi đó và so sánh Q với A
a) Đọc phần mô tả thí nghiệm hình 16.1 SGK và các dữ kiện đã thu được từ thí nghiệm kiểm tra.
b) Làm C1
c) Làm C2
d) Làm C3.
2. Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra 
C1: A = I2.R.t = (2,4)2. 5.300 = 8640 (J) 
C2:
Q1 = C1.m1.Dt = 4200.0,2.9,5 = 7980(J)
Q2 = C2.m2.Dt = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
Nhiệt lượng mà nước và bình nhôm nhận được là :
Q = Q1 + Q2 = 8632,08 J
C3: Qằ A
HĐ4: Phát biểu định luật Jun - Len -Xơ
Thông báo mối quan hệ mà định luật Jun - Len -Xơ đề cập tới và đề nghị HS phát biểu định luật này.
đề nghị HS nêu tên đơn vị của mỗi đại lượng có mặt trong định luật trên.
3. Phát biểu định luật
HĐ5: Vận dụng định luật Jun - Len -Xơ
Từ hệ thức của định luật Jun - Len -Xơ, hãy suy luận xem nhiệt lượng toả ra ở dây tóc bóng đèn và ở dây nối khác nhau do yếu tố nào. Từ đó tìm câu trả lời C4
Viết công thức và tính nhiệt lượng cần cùng cấp để dung sôi lượng nước đã cho theo khối lượng nước, nhiệt dung riêng và độ tăng nhiệt độ.
Viết công thức tính nhiệt năng tiêu thụ trong thời gian t để toả ra nhiệt lượng cần cung cấp trên đây.
Từ đó tính thời gian t cần dùng để đun sôi nước 
a) làm C4
b) Làm C5
Cá nhân HS hoàn thành câu C4:
+ Dây tóc bóng đèn được làm từ hợp kim có r lớn đ R = r. l/ S lớn hơn nhiều so với điện trở dây nối 
+ Q = I2 . R. t mà cường độ dòng điện qua dây tóc bóng đèn và dây nối như nhau đ Q toả ra ở dây tóc bóng đèn lớn hơn dây nối đ Dây tóc bóng đèn nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng còn dây nối hầu như không nóng lên .
- C5:
ấm ( 220V-1000W) 
U = 220V
V = 2l đ m = 2kg Dt0 =800 C
C = 4200 J/kg.K 
t = ? Bài giải 
Vì ấm sử dụng ở hiệu điện thế U = 220V đ P = 1000W 
Theo định luật bảo toàn năng lượng:A =Q hay P.t =C.m. Dt0
đ t = C.m. Dt0/ P = 4200.2.80/1000 = 672 (s)
Tgian đun nước sôi là 672 s
Bài 17
Bài tập vận dụng định luật jun - len - xơ
I - Mục tiêu
Vận dụng định luật Jun-Len-Xơ để giải các bài tập về tác dụng nhiệt của dòng điện
II- Chuẩn bị
III- Hoạt động dạy học
Trợ giúp của GV
Hoạt động của HS
Ghi bảng
HĐ1: Giải bài tập 1
Nếu HS có khó khăn thì đề nghị tham khảo các gợi ý trong SGK .Nếu vẫn còn khó khăn thì GV có thể gợi ý cụthể hơn như dưới đây:
- Viết công thức và tính nhiệt lượng mà bếp toả ra trong thời gian t =1s.
- Tính nhiệt lượng Qtp mà bếp toả ra trong thời gian t = 20phút
- Viết công thứ và tính nhiệt lượng Q1 cần phải cung cấp để đun sôi lượng nước đã cho
- Từ đó tính hiệu suất H = của bếp
- Viết công thức và tính điện năng mà bếo tiêu thụ trong thời gian t = ngày theo đơn vị kW.h
- Tính tiền điện T phải trả cho lượng điện năng tiêu thụ trên. 
Từng HS tự lực giải các phần bài tập 
a) Giải phần a
b) Giải phần b
c) Giải phần c
Bài 1: Tóm tắt
R = 80W I = 2,5A
a) t1 =1s đ Q = ?
b) V = 1.51 đ m =1,5 kg
t01 = 250C ; t02 = 1000C
t2 = 20 ph = 1200 s
c = 4200J/kg.K
H = ?
c) t3 = 3h30
1kWh giá 700đ
M = ?
Bài giải
a) áp dụng hệ thức định luật Jun – Len – xơ ta có:
Q = I2.R.t = (2,5)2.80.1 = 500(J)
Nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1 giây là 500J.
b) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là: Q = C.m.Dt
Qi = 4200.1,5.75 = 472500(J)
Nhiệt lượng mà bếp toả ra:
Qtp = I2.R.t = 500.1200 = 600000(J)
Hiệu suất của bếp là:
% = 78,75%
c) Công suất toả nhiệt của bếp 
P = 500W = 0,5kW
A = P .t = 0,5.3.30 = 45kW.h
M = 45.700 = 31500(đ)
Số tiền phải trả cho việc sử dụng bếp trong một tháng là 31500đồng.
HĐ2: Giải bài 2
Nếu HS có khó khăn thì đề nghị tham khảo các gợi ý trong SGK . Nếu Nếu vẫn còn khó khăn thì GV có thể gợi ý cụ thể hơn như dưới đây:
- Viết công thức và tính nhiệt lượng Q1 cần cung cấp để đun sôi nước đã cho.
- Viết công thức và tính nhiệt lượng qtp mà ấm điện toả ra theo hiếuuất H và Q1
- Viết công thức và tính thời gian đun sôi nước theo Qtp và công suất P của ấm.
Từng HS tự lực giải các phần bài tập 
a) Giải phần a
b) Giải phần b
c) Giải phần c
Tóm tắt 
ấm ghi (220V – 1000W)
U = 220V
V = 21 đ m = 2kg
t01 = 200C ; t02 = 1000C
h = 90% ; C = 4200J/kg.K
a) Qi = ? b) Qtp = ? c) t = ?
Bài giải
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là: Qi = C.m.Dt = 4200.2.80 = 672000(J)
b)Vì 
Nlượng bếp toả ra là746666,7 J
c) Vì bếp sử dụng ở U= 200V bằng với hiệu điện thế định mức do đó công suất của bếp là P = 1000W. Qtp = I2 Rt = Pt
đ t = Qtp/ P = 746666,7/1000 = 746,7s
Tgian đun sôi nước là 746,7 s
HĐ3: Giải bài 3
Nếu HS có khó khăn thì đề nghị tham khảo các gợi ý trong SGK . Nếu Nếu vẫn còn khó khăn thì GV có thể gợi ý cụ thể hơn như dưới đây:
- Viết công thức và tính điện trở của đường day dẫn theo chiều dài, tiết diện và điện trở suất.
- Viết công thức và tính cường độ dòng điện chạy trong đường dây dẫn theo công suất và hiệu điện thế.
- Viết công thức và tính nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn trong thời gian đã cho theo đơn vị kW.h
Từng HS tự lực giải các phần bài tập 
a) Giải phần a
b) Giải phần b
c) Giải phần c
Bài 3:
l = 40m U = 200V
S = 0,5 mm2 = 0,5 . 10-6 m2
P = 165W ; r = 1,7. 10-8 Wm
t = 3.30 h = 90 h
a) R = ? b) I = ?
c) Q = ? kWh Bài giải
a) Điện trở toàn bộ đường dây là:
b) Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là:
P = U.Iđ I = P/U = 165/220 = 0,75(A)
c) Nlg toả ra trên dây dẫn là:
Q = I2Rt = (0,75)2.1,36. 90 = 247860(J) = 0,07 kWh
Bài 18
Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q - I2 
trong định luật jun-len-xơ
I - Mục tiêu
1. Vẽ được sơ đồ mạch điện của TN kiểm nghiệm định luật Jun-len-xơ.
2. Lắp ráp và tiến hành được thí nghiệm kiểm nghiệm mối quan hệ giữa Q- I2 trong định luật Jun-len-xơ.
3. Có 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 thí nghiệm.
II- Chuẩn bị
Đối với mỗi nhóm HS:
- 1 nguồn điện không đổi 12V - 2A
- 1 ampekế có GHĐ 2A và ĐCNN 0,1A
- 1 biến trở loại 20W - 2A
- 1 nhiệt lượng kế dung tích 250ml
- 1 nhiệt kế có phạm vị đo từ 150C tời 1000C và ĐCNN 10C
- 170 ml nước sạch - 1 đồng hồ bấm giây
- 5 đoạn dây nối, mỗi đoạn dài 30 cm
Từng HS chuẩn bị sẵn báo cáo thực hành như mẫu đã cho ở cuối bài trong SGK trong đó đã trả lời trước các câu hỏi của phần 1. 
III- Hoạt động dạy học
Trợ giúp của GV 
Hoạt động của HS 
HĐ1: Trình bày việc chuẩn bị báo cáo thực hành, trả lời các câu hỏi về cơ sở lí thuyết của bài thực hành
Làm việc với cả lớp để kiểm tra phần chuẩn bị lí thuyết của HS cho bài thực hành. Yêu cầu một số HS trình bày câu trả lời đối với các câu hỏi nêu ra ở phần 1 cảu mẫu báo cáo và hoàn chính câu trả lời cần có
Kiểm tra việc chuẩn bị báo cáo thực hành như mẫu đã cho ở cuối bài.
HĐ2: Tìm hiểu yêu cầu và nội dung thực hành
Chia HS thành các nhóm thực hành và chỉ định nhóm trưởng, cónhiệm vụ phân công công việc và điều hành hoạt động của nhóm.
Đề nghị HS các nhóm đọc kĩ phần I trong SGK về nội dung thựchành và yêu cầu đại diện các nhóm trình bày:
- Mục tiêu của thí nghiệm 
- Tác dụng của từng thiết bị được sử dụng và cách lắp ráp các thiết bị đó theo sơ đồ thí nghiệm 
- Công việc phải làm trong một lần đo và kết quả cần có.
Từng HS đọc kĩ mục từ 1 đến 5 của phần II trong SGK về nội dung thực hành và trình bày các nội dung mà GV yêu cầu.
HĐ3: Lắp ráp các thiết bị thí nghiệm
Theo dõi các nhóm HS lắp ráp các thiết bị thí nghiệm để đảm bảo đúng như sơ đồ hình 18.1 SGK đặc biệt chú ý kiểm tra, giúp đỡ các nhóm sao cho:
- Dây nối ngập hoàn toàn trong nước 
- Bầu của nhiệt kế ngập trong nước nhưng không chạm dây đốt.
- Chốt (+) của ampe kế được mắc về phái cực dương của nguồn điện.
- Biến trở được mắc đún để đãm bảo tác dụng điều chỉnh cường độ dòng điện chạy qua dây đốt. 
HĐ4: Tiến hành thí nghiệm và thực hiện lần đo thứ nhất.
Kiểm tra sự phân công công việc cụ thể cho từng thành viên của mỗi nhóm.
- Theo dõi các nhóm tiến hành lần đo thứ nhất, đặc biệt đối với việc điều chỉnh và duy trì cường độ dòng điện đúng như hướng dẫn đối với mỗi lần đo, cũng như việc đọc nhiệt độ t1 ngay khi bấm đồng hồ đo thời gian và đọc nhiệt độ t2 ngay sau 7 phút đun nước.
Nhóm trưởng mỗi nhóm phân công công việc cho từng người trong nhóm. Cụ thể là:
- Một người điều chỉnh biến trở để đảm bảo cường độ dòng điện luôn có trị số như hướng dẫn đối với mỗi lần đo.
- Một người dùng que, khuấy nước nhẹ nhàng, thường xuyên.
Một người đọc nhiết độ t1 ngay từ khi bấm đồng hồ thời gian và đọc nhiệt độ t2 ngay sau 7 phút đun nước. Sau đó ngắt công tắc mạch điện.
- Một người ghi nhiệt độ t1 và t2 đo được vào bảng 1 của báo cáo thực hành trong SGK
HĐ5: Thực hiện lần đo thứ hai
Theo dõi và hướng dẫn các nhó như ở hoạt động 4
Các nhóm tiến hành thí nghiệm như hoạt động 4 và như hướng dẫn của mục 6 trong phần II của sgk
HĐ6: Thực hiện lần đo thứ ba
Theo dõi và hướng dẫn các nhó như ở hoạt động 4
Các nhóm tiến hành thí nghiệm như hoạt động 4 và như hướng dẫn của mục 7 trong phần II của sgk
HĐ7: Hoàn thành báo cáo thực hành
Từng HS trong mỗi nhóm tính các giá trị Dt tương ứng của bảng 1 SGK và hoàn thành các yêu cầu còn lại của báo cáo thực hành.
Nhận xét tinh thần, thái độ, tác phong và kĩ năng của các HS và các nhóm trong quá trình làm bài thực hành.
Bài 19
Sử dụng an toàn tiết kiệm điện
I - Mục tiêu
1. Nêu và thực hiện được các quy tắc an toàn khi sử dụng điện.
2. Giải thích được cơ sở vật lí của các quy tắc an toàn khi sử dụng điện.
3. Nêu và thực hiện được các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng.
II- Chuẩn bị
III- Hoạt động dạy học
Trợ giúp của GV 
Hoạt động của HS 
HĐ1: Tìm hiểu và thựchiện các quy tắc an toàn khi sử dụng điện
Đối với mỗi C1, C2, C3 và C4, đề nghị một hay hai HS trình bày câu trả lời trước cả lớp và các HS khác bổ sung. GV hoàn chỉnh câu trả lời cần có.
Đối với C5 và phần thứ nhất của C6, đề nghị một hay hai HS trình bày câu trả lời trước lớp và các HS khá bổ sung. GV hoàn chỉnh câu trả lời cần có.
Đối với phần thứ hai của C6, đề nghị đại diện một nhóm trình bày lời giả thích của nhóm và cho các nhóm thảo luận chung. GV hoàn chỉnh lời giải thích cần có.
a) Ôn tập về các quy tắc an toàn khi sử dụng điện đã học ở lớp 7.
Từng HS làm C1, C2, C3 cvà C4.
b) Tìm hiểu thêm một số quy tắc an toàn khác khi sử dụng điện.
- Từng HS làm C5 và phần thứ nhất của C6
- Nhóm HS thảo luận để đưa ra lời giải thích như yêu cầu ở phần hai của C6. 
HĐ2: Tìm hiểu ý nghĩa và các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng
Việc thực hiện C7 là tương đối khó đối với HS đòi hỏi HS phải có những hiểu biết rộng về kinh tế xã hội. GV có thể gợi ý như sau:
- Biện pháp ngắt điện ngay khi mọi người đi ra khỏi nhà, ngoài công dụng tiết kiệm điện năng còn giúp tránh được những hiểm hoạ nào nữa?
- Phần điện năng được tiết kiệm còn cso thể được sử dụng để làm gì đối với quốc gia?
- Nếu sử dụng tiết kiệm điện năng thì bớt được số nhà mày điện cần phải xây dựng. Điều này có ích lợi gì với môi trường?
Cần lưu ý HS rằng qua việc thực hiện C8 và C9, ta hiểu rõ cưo sở khoa học của các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng. 
a) Từng HS đọc phần đầu và thựchiện C7 để tìm hiểu ý nghĩa kinh tế và xã hội của việc sử dụng tiết kiệm điện năng.
b) Từng HS thực hiện C8 và C9 để tìm hiểu các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng. 
HĐ3: Vận dụng hiểu biết để giải quyết một số tình huống thực tế và một số bài tập
Sau khi phần lớn HS đã làm xong từng C10, C11 hoặc C12. GV chỉ định một hay hai HS trình bày câu trả lời và các HS khác bổ sung. Sau đó GV hoàn chỉnh câu trả lời cần có.
Nếu còn thời gian, GV chọn một số bài tập trong SBT để yêu cầu HS làm thêm.
Cuối giờ, GV nhắc HS ôn tập toàn bộ chương I và thựchiện phần Tự kiểm tra của bài 20. 
Bài 20
Tổng kết chương: Điện học
I - Mục tiêu
1. Tự ôn tập và tự kiểm tra những yêu cầu về kiến thức và kĩ năng của toàn bộ chương I
2. Vậndụng được những kiến thức và kĩ năng để giải các bài tập trong chương 1.
III- Hoạt động dạy học
Trợ giúp của GV 
Hoạt động của HS 
HĐ1: Trình bày và trao đổi các kết quả đã chuẩn bị
Kiểm tra việc chuẩn bị trả lời phần Tự kiểm tra để phát hiện kiến thhức và kĩ năng mà HS chưa vững.
đề nghị một hay hai HS trình bày trước cả lớp câu trả lời đã chuẩn bị của phần Tự kiểm tra.
Dành nhiều thời gia để cho HS trao đổi, thảo luận những câu liên quan tới những kiến thức và kĩ năng mà HS còn chưa vững và khẳng định được câu trả lời cần có. 
- HS báo cáo phần chuẩn bị ở nhà theo từng câu . HS khác nhận xét , bổ xung
- HS lưu ý sửa chữa nếu sai
HĐ2: Làm các câu của phần vận dụng
Đề nghị HS làm nhanh các câu 12, 13, 14 và 15. Đối với một hay hai câu có thể yêu cầu HS trình bày lí do lựa chọn phương án trả lời của mình.
Dành thời gia để từng HS tự lực làm câu 18 và 19. Đối với mỗi câu, có thể yêu cầu một HS trình bày lời giải trên bảng trong khi các nhóm khác giải tại chỗ. Sau đó GV tổ chức cho HS cả lớp nhận xét, trao đổi lời giả cảu GV tổ chức cho HS cả lớp nhận xét, trao đổi lời giải của HS trên bảng và GV khẳng định lời giả đúng cần có. Nếu có thời gian GV có thể đề nghị HS trình bày các cách giải khác.
Đề nghị HS về nhà làm tiếp các câu 16,17 và 20, GV có thể cho HS biết đáp số các câu này để HS tự kiểm tra lời giải của mình. 
a) làm từng câu theo yêu cầu của GV 
b) Trình bày câu trả lời và trao đổi, thảo luận với cả lớp khi GV yêu cầu để có được câu trả lời cần có.
- HS trả lời câu hỏi trắc nghiệm từ câu 12 đến câu 16
- Phương án đúng cho các câu như sau:
12 – C
13 – B
14 – D
15 – A
16 – D
Câu 17 :
U = 12V, R1 nối tiếp R2 , I = 0,3A
R1 song song R2 , I’ = 1,6 A
R1 ; R2 = ? Bài giải 
R1 nối tiếp R2
đ R1 + R2 = U/I = 12/0,3 = 40 (W) (1)
R1 song song R2
đ 
đ R1. R2 = 300 (2)
Từ (1) và (2) đ R1 = 30 W; R2 = 10W
Câu 18:
a) Bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng các dây dẫn có điện trở suất lớn để dây này có điện trở lớn . Khi có dòng điện chạy qua thì nhiệt lượng toả ra trên dây đó lớn còn dây nối và ổ cắm có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra trên đó không lớn do vậy dây nối không nóng .
b) Khi ấm hoạt động bình thường thì hiệu điện thế là 220 V và công suất điện là 1000W đ điện trở của ấm khi đó là:
c) Tiết diện dây điện trở là:
R = rl/ S đ S = rl/ R = 0,045.10-6 (m2)
đ d = 0,24 mm 
Hoạt động 3: HDVN
Ôn tập toàn bộ chương I
	- Giáo viên hướng dẫn HS làm bài 19, 20 để HS làm vào vở ở nhà