Nội dung và cách tiến hành bài thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q ~ I^2 trong định luật Jun-len-xơ

Bài làm:

Câu hỏi mục 1

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:

\(\Delta {t^0} = t_2^0 - t_1^0 = \dfrac{{{I^2}.R.t}}{{{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}}}\)

Câu hỏi mục 2

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:

\(\dfrac{{\Delta t_2^0}}{{\Delta t_1^0}} = \dfrac{8}{2} = 4;\dfrac{{I_2^2}}{{I_1^2}} = \dfrac{{1,{2^2}}}{{0,{6^2}}} = 4\) 

Ta nhận thấy: \(\dfrac{{\Delta t_2^0}}{{\Delta t_1^0}} = \dfrac{{I_2^2}}{{I_1^2}}\) 

b) Tính tỉ số: \(\dfrac{{\Delta t_3^0}}{{\Delta t_1^0}} = \dfrac{{17}}{2} = 8,5;\dfrac{{I_3^2}}{{I_1^2}} = \dfrac{{1,{8^2}}}{{0,{6^2}}} = 9\) 

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 

\(\dfrac{{\Delta t_3^0}}{{\Delta t_1^0}} = \dfrac{{I_3^2}}{{I_1^2}}\)

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)). 

Câu hỏi mục 3

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 chi tiết:

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.