Toptailieu.vn giới thiệu Giải bài tập Vật lí lớp 9 Bài 18: Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q ~ I² trong định luật Jun-len-xơ chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q ~ I² trong định luật Jun-len-xơ lớp 9.

Giải bài tập Vật lí lớp 9 Bài 18: Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q ~ I² trong định luật Jun-len-xơ

Trả lời câu hỏi giữa bài:

Trả lời câu hỏi mục 1 trang 50 SGK Vật lí 9

Lời giải:

a) Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào những yếu tố: cường độ dòng điện, điện trở của dây dẫn, thời gian dòng điện chạy qua, và sự phụ thuộc đó được biểu thị bằng hệ thức: $Q=I^2.R.t$

b) Hệ thức biểu thị mối liên hệ giữa Q và các địa lượng $m_1,m_2$, $c_1,c_2$, $t_1^0,t_2^0$ là:

$Q=(c_1.m_1+c_2.m_2).(t_1^0-t_2^0)$

c) Nếu toàn bộ nhiệt lượng tỏa ra bởi dây dẫn điện trở R có dòng điện cường độ I chạy qua trong thời gian t được dùng để đun nóng nước và cốc trên đây thì độ tăng nhiệt độ Δto = t2o - t1o liên hệ với cường độ dòng điện I bằng hệ thức:

$\mathrm{\Delta }{t}^0=t_2^0-t_1^0={\displaystyle \frac{I^2.R.t}{m_1{c}_1+m_2{c}_2}}$

Trả lời câu hỏi mục 2 trang 50 SGK Vật lí 9

Lời giải:

Độ tăng nhiệt độ Δto khi đun nước trong 7 phút với dòng điện có cường dộ khác nhau chạy qua dây đốt. 

BẢNG 1

a) Tính tỉ số:

${\displaystyle \frac{\mathrm{\Delta }{t}_2^0}{\mathrm{\Delta }{t}_1^0}}={\displaystyle \frac{8}{2}}=4;{\displaystyle \frac{I_2^2}{I_1^2}}={\displaystyle \frac{1,2^2}{0,6^2}}=4$ 

Ta nhận thấy: ${\displaystyle \frac{\mathrm{\Delta }{t}_2^0}{\mathrm{\Delta }{t}_1^0}}={\displaystyle \frac{I_2^2}{I_1^2}}$ 

b) Tính tỉ số: ${\displaystyle \frac{\mathrm{\Delta }{t}_3^0}{\mathrm{\Delta }{t}_1^0}}={\displaystyle \frac{17}{2}}=8,5;{\displaystyle \frac{I_3^2}{I_1^2}}={\displaystyle \frac{1,8^2}{0,6^2}}=9$ 

Nếu bỏ qua sai số trong quá trình làm thực nghiệm và sự hao phí nhiệt ra môi trường bên ngoài thì ta có thể coi 

${\displaystyle \frac{\mathrm{\Delta }{t}_3^0}{\mathrm{\Delta }{t}_1^0}}={\displaystyle \frac{I_3^2}{I_1^2}}$

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện chạy qua.

Hệ thức: $Q=I^2.R.t$ (trong đó: I là cường độ dòng điện (A), R là điện trở dây dẫn (Q), t là thời gian dòng điện chạy qua (s), Q là nhiệt lượng tỏa ra (J)). 

Trả lời câu hỏi mục 3 trang 50 SGK Vật lí 9 Từ các kết quả trên, hãy phát biểu mỗi quan hệ giữa nhiệt lượng Q tỏa ra trên dây dẫn với cường độ dòng điện I chạy qua nó

Lời giải:

Nhiệt lượng Q tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện chạy qua nó.

Lý thuyết Bài 18: Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q ~ I² trong định luật Jun-len-xơ

I. CHUẨN BỊ

Mỗi nhóm học sinh:

- Nguồn điện không đổi 12V - 2A (lấy từ máy hạ thế 220V - 12V hoặc máy hạ thế chỉnh lưu)

- 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 15ºC tới 100 ºC và độ chia nhỏ nhất là 1ºC.

- 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 là 1s.

- Năm đoạn dây nối, mỗi đoạn dài 40cm.

II. NỘI DUNG THỰC HÀNH

1. Đổ nước vào cốc đun, sao cho khi đậy nắp cốc thì toàn bộ dây đốt ngập hoàn toàn trong nước.

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.

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.

4. Mắc dây đốt vào mạch điện như sơ đồ hình 18.1 SGK.

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 t₁º 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 t₂º của nước vào bảng 1.

6. Trong lần TN thứ hai, để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t₁º 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 t₁º, nhiệt độ cuối t₂º của nước cùng với thời gian đun là 7 phút.

7. Trong lần TN thứ ba, lại để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t₁º 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 t₁º và cuối t₂º của nước cùng trong thời gian đun là 7 phút.

8. Thực hiện các công việc tiếp theo như yêu cầu của mẫu báo cáo.