2021-2022学年高中鲁科版物理选修3-1课件：第3章 第4节 串联电路和并联电路

第3讲 电势差

[目标定位] 1.理解电势差，了解电势差与电场力做功之间的关系，会用公式W＝qUAB进行有关的计算.2.了解电势差与电场强度之间的关系，会用公式E＝UABd进行有关的计算.3.了解示波管的工作原理．

一、电势差与电场力做功

1．电势差：电场中两点电势的差值叫做电势差；设A点电势为φA，B点电势为φB，则A、B两点的电势差UAB＝φA－φB；电势差在电路中也称为电压，用符号U表示．

2．电场力做功与电势差的关系：WAB＝qUAB，电势差的单位是V.

3．在争辩原子、原子核的时候，常用电子伏特做能量单位，1eV＝1.60×10－19_J.

二、电场强度与电势差的关系

在匀强电场中，电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差，即E＝Ud，E是匀强电场的场强，d是沿电场强度方向的距离，上式说明电场强度的单位可以为V/m.

想一想 电场中A、B两点间的电势差大，那么两点间场强肯定大吗？

答案 场强是指沿电场线方向每单位距离上的电势差，A、B两点间的距离不清楚，所以两点间场强不能确定大小关系．

三、示波管的工作原理

1．示波器的构成：主要由电子枪、偏转板和荧光屏组成．

2．工作原理：电子在加速电场中被加速，在偏转电场中发生偏转，飞出平行金属板后做匀速直线运动．

想一想 示波管两对偏转电极要是都不加电压，荧光屏上会消灭什么图象？若只加竖直方向上的恒定电压，荧光屏上会消灭什么图象？

答案 两个偏转电极都不加偏转电压，则电子不会进行偏转，所以会打在荧光屏的中心形成一个亮斑；若只加竖直方向上的恒定电压，则电子在竖直方向上偏转，且偏转距离相同，在荧光y轴上消灭一个亮斑.

一、电势差与电场力做功

1．电势差与电势的关系

(1)讲到电势差时，必需指明是哪两点间的电势差，A、B间的电势差记为UAB, B、A间的电势差记为UBA.

(2)电势差的正负表示电场中两点电势的相对凹凸，若UAB＞0，则φA＞φB；若UAB＜0，则φA＜φB.

第2课时 沉淀溶解平衡的应用

[经典基础题]

1. 要使工业废水中的重金属Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：

化合物 PbSO4 PbCO3 PbS

溶解度/g 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14

由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为 ( )

A．硫化物 B．硫酸盐

C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可

答案 A

解析 由表中数据可知，PbS的溶解度最小，沉淀最彻底。

2．工业上用Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢使其中CaSO4能转化为CaCO3，下列有关CaSO4和CaCO3性质有关推想正确的是( )

A．CaSO4是一种强酸弱碱盐

B．CaSO4溶解度小于CaCO3

C．CaSO4溶解度大于CaCO3

D．CaSO4溶解度等于CaCO3

答案 C

解析 CaSO4的沉淀溶解平衡向左移动，生成更难溶的CaCO3。

3．为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是 ( )

A．NH3·H2O B．NaOH

C．Na2CO3 D．MgCO3

答案 D

解析 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，调整pH，可使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀后除去。在①不引入新杂质，②Mg2＋不沉淀的条件下，选用MgCO3，过量的MgCO3可一起过滤除去。也可选用MgO、Mg(OH)2等试剂。

4．下列说法正确的是( )

A．向AgI沉淀中加入饱和KCl溶液，有白色沉淀生成，说明AgCl比AgI更难溶

B．向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成蓝色Cu(OH)2沉淀，则Ksp[Mg(OH)2]

C．BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液有白色沉淀，说明Ksp(BaSO4)大于Ksp(BaCO3)

D．向1mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液中滴入1 mL 0.1 mol·L－1 MgCl2溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液，又生成红褐色沉淀，证明在相同温度下，溶解度Mg(OH)2 ＞Fe(OH)3 答案 D

第2讲 电 阻

[目标定位] 1.理解导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，比例系数与导体的材料有关.2.理解金属导体的电阻由自由电子与金属离子碰撞而产生，金属材料的电阻率随温度的上升而增大．

一、探究影响导线电阻的因素

1．电阻：导线对电流的阻碍作用就是我们通常所说的电阻．

2．电阻定律的试验探究

如图1所示，我们接受把握变量法争辩影响电阻的因素，即分别只有一个因素不同：长度不同；横截面积不同；材料不同的状况下测量导体的电阻．

图1

(1)在材料相同、粗细相同的状况下，导体的电阻与导体的长度成正比．

(2)在材料相同、长度相同的状况下，导体的电阻与导体的横截面积成反比．

(3)对于同种导体，材料电阻率相同，对不同种导体，材料电阻率不同，说明导体的电阻与材料有关． 3．电阻定律：导线的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关．公式：R＝ρlS.式中ρ是比例系数．

4．电阻率

(1)R＝ρlS式中比例系数ρ是反映材料导电性能的物理量，称为电阻率．

(2)电阻率与材料有关，还与温度有关．金属材料的电阻率一般会随温度的上升而增大．当温度变化范围不大时，金属的电阻率ρ与温度t之间近似地存在线性关系．但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的上升而减小，变化是非线性(填“线性”或“非线性”)的．

想一想 小灯泡的电阻随温度上升怎样变化呢？

答案 小灯泡的灯丝是由钨丝制成的，由于金属的电阻率随温度的上升而增大，所以小灯泡的电阻随温度上升而增大．

二、身边的电阻

1．电位器是一种阻值可变的电阻，可通过转变电阻的大小来调整电路中的电流或部分电路两端的电压．

2．有些合金(如锰铜合金)的温度系数很小，表明电阻几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，有些金属(如铜)的温度系数相对大一些，可用来制作电阻温度计．

一、欧姆定律和电阻的定义式

1．电阻：公式：R＝UI，是比值法定义的物理量，电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小．由导体本身的性质打算，与外加的电压和通过的电流大小无关．

章末检测

(时间：90分钟 满分：100分)

一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)

1．关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是( )

A．电场强度大的地方，电势肯定高

B．电场强度不变，电势也不变

C．电场强度为零处，电势肯定为零

D．电场强度的方向是电势降低最快的方向

答案 D

解析 电场强度是描述静电力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的大小和电势凹凸没有必定关系，电场线的方向，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，选项A、B、C错误，选项D正确．

2．如图1所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b.下列表述正确的是( )

图1

A．该电场是匀强电场

B．a点的电场强度比b点的大

C．a点的电势比b点的高

D．正电荷在a、b两点受力方向相同

答案 C

解析 由电场线的分布可以看出，此电场不是匀强电场，A错误；b点电场线比a点电场线密，故a点的电场强度比b点的小，B错误；依据电场线的方向知a点的电势比b点的大，C正确．正电荷在a、b两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向，D错误．

3．一不计重力的带电粒子q从A点射入一正点电荷Q的电场中，运动轨迹如图2所示，则( )

图2 A．粒子q带正电

B．粒子q的加速度先变小后变大

C．粒子q的电势能先变小后变大

D．粒子q的动能始终变大

答案 C

解析 依据粒子的运动轨迹可知，粒子带负电，A错误；依据库仑定律可知电荷受到的库仑力先变大后变小，B错误；电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，动能先增大后减小，C正确，D错误．故选C.

4．如图3所示，空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有( )

图3

A．电势能渐渐减小

B．电势能渐渐增大

C．q3受到的电场力渐渐减小