电流微观定义、流量计算
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&教学设计　　　　一、想象一下明天放学回家校门口的情景――假设只开小门，又是什么情景？这两种情景有哪些差别？　　　　体会出口大小不同、全部出校门的时间不同、同学出校门时的速度不同、拥挤程度不同。　　　　二、车流：播放交通视频画面，体会车子在道路上穿梭的感觉。　　　　对比出校门体会：不同的道路上：道路的车道（宽度）不一样、道路的拥挤程度不一样、车子的速度不一样、车流量不一样　　　　1、如何比较两条道路上的车流大小？　　　　2、车流量大小与路及路况有什么关系？　　　　习题：一单行一车道的路上，每1000米的车子数是80辆，已知车速是36km/h，则经过10s钟通过路口的汽车数是多少？每秒钟通过某一路口的汽车数是多少？　　　　思维：呈现车流画面――1秒钟――100米――0.8辆车　　　　习题：一单行四车道的路上，假定车子均匀分布，每条行车道上每1000米的车子数是80辆，已知车速是36km/h，则经过20s钟通过路口的汽车数是多少？每秒钟通过某一路口的汽车数是多少？　　　　则每秒钟通过某一路口的汽车数是多少　　　　思维：呈现车流道路画面――1秒钟――100米――一个车道0.8辆车――四个车道3.2辆车　　　　三、水流：借助车流，把水想象成一群水分子，每个水分子想象成一辆车，在脑海里呈现体会水流的感觉。　　　　问1：单位时间内的通过管口的水的体积类似于刚才车流中的哪个物理量？　　　　问2：水管的粗细类似于？（横截面积）　　　　问3：水流的速度类似于？（车速）　　　　习题：一水管的横截面积是0.01m2，水池里每秒钟的进水量是10升，则水管里的水的流速是多大？　　　　习题：一水管的出水口横截面积是S，水的流速是v，则容积为V的水桶要装满需要多长时间？　　　　四、电流：借助车流水流的感觉，把电流想象成一群电荷在导线里定向移动，每个电荷就像车子（水分子）　　　　问1、导线的粗细类似于车流中的什么？如何表达导线的粗细？　　　　问2、电荷的速度类似于车流中的什么　　　　问3、导线里电荷的紧密程度类似于车流中的什么？可以如何表达这种紧密程度？　　　　问4、回忆车流大小的比较，想想如何比较两个导线上电流的大小？　　　　教师讲解：　　　　1选取一个横截面，通过比较相同时间内通过这个横截面的电量比较电流的大小　　　　I=Q/t　　　　2、粗细――横截面积定向移动速度紧密程度――单位体积内的电荷数　　　　一个电荷的带电量　　　　学生讨论：回忆车流量的计算方法，你能否得出电流的微观表达式？　　　　物理情景：假设某柱形导线的横截面积是S，导线内部单位体积内的自由电荷数是n，导线内部自由电荷定向移动速率是V，每个自由电荷的电量是q，试根据车流量的计算方法，用上述物理量表达推导该导线的电流强度I（学生相互复述题目，精确情景中的术语表达）　　　　思维过程：呈现电流模型――呈现电流强度定义式――1s钟通过横截面的电量――1s钟电荷走过的距离为V――对应移动的电荷体积是SV――总计电荷数nSV――1s钟通过横截面的电量是nSVq。　　　　学生训练：　　　　1、学生自行重新推导电流微观定义式（自己设量、自己画图）　　　　2、有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，导线内每个自由电子电荷量为q，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目为。　　　　3、有一横截面积为S的铜导线，每单位体积导线内由n个自由电子，每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动速率为v，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目为。　　　　4、看课本例题，比较定向移动速率与电流速率和电荷热运动速率　　　　五、八卦图检测　　　　教后札记：　　　　本节课两个班级时间上来不及，两个原因，一个是设计的时候应该把时间压缩在30分钟内解决，这样10分钟的时间可以机动处理。二是新的学生，没有把和他们的磨合考虑在内，这一点体现明显的是在生物班，关于车流的计算找了个我没教过的男生没有成功，而找到一个我原来带过的学生很轻松的就解决了。　　　　同时，前面的精力花足了，学生对于流体的感觉和处理方法有了一个完整的体验，最后电流的微观表达式大部分学生自行推导没有问题。　　　　在化学班现场把几个物理量提取出来后，擦去，要求同桌相互标准复述几个字母准确含义，然后抽查了3个学生，都有遗漏或扭曲，在生物班我描述一道题目后让学生回忆题目，然后抽学生表述，学生也遗漏或扭曲了不少信息，说明一些专业表达必须成为课堂训练的点，另外审题、复述题目应该是习题教学中一个值得关注的重点。&　　　　&　　　　小收获：　　　　1在教学设计时虽然考虑到了展示脑海里的思维程序，但是学生的一个回答整理思路时调整成：“呈现流体模型画面――t时间内的长度――结合横截面积S得到体积――结合“密度”得到流量”这样在生物班整个后续训练由于程序清晰，教学效果比较好。　　　　2在两个班级教学讨论“车流与路况有什么关系”学生的表述都提到了“与位置有关、与路面是否平整有关”，追问学生：“不同的位置有什么差异？路面是否平整对车有什么影响？”学生自然精确到“位置――车的密度，是否平整――车速”，强化了流体几个关键要素的理解。　　　　3、生物班教学时一开始对“流”字进行了说文解字　　　　学生想到的词：“电流、高山流水、水流”　　　　我补充了：“人流、车流、流氓、盲流”　　　　并通过在地面泼水让学生体会水在地面肆意流淌的感觉，体会流氓和盲流中“流”的含义。为后面的人流、车流、水流、电流的理解打下了良好的基础。本文共1页& 【发表评论】【】
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> 电流计算公式
电流计算公式
　　计算公式，对资深工程师们来说，是一件小儿科的事情。但因其应用广泛和重要，却也不是不值一提。本文引用地址：　　科学上把单一横截面的电量叫做强度，简称。通常用字母 I表示，它的单位是安培，简称“安”，符号“A”，也是指电荷在导体中的定向移动。之电流概念　　导体中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。　　电源的电动势形成了电压，继而产生了电场力，在电场力的作用下，处于电场内的电荷发生定向移动，形成了电流。每秒通过1库仑的电量称为1“安培”(A)。安培是国际单位制中所有电性的基本单位。除了A，常用的单位有千安(kA)毫安(mA)、微安(μA)1A=1000mA=1000000μA，电学上规定：正电荷定向流动的方向为电流方向。电流微观表达式I=nesv,n为单位体积内自由电荷数，e为电子的电荷量，s为导体横截面积，v为电荷速度。　　大自然有很多种承载电荷的载子，例如，导电体内可移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的电子和离子、强子内的夸克。这些载子的移动，形成了电流。　　通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流，也叫电流强度。即 I=Q/t 。如果在1s内通过导体横截面的电荷量是1C，导体中的电流就是1A。　　物理上规定电流的方向，是正电荷定向移动的方向。电流运动方向与电子运动方向相反。　　电荷指的是自由电荷，在金属导体中的自由电荷又叫自由离子，在酸，碱，盐的水溶液中是正离子和负离子。　　在电源外部电流沿着正电荷移动的方向流动。在电源内部由负极流回正极。之电流分类　　电流分为和直流电流。　　其中，交流电的电流大小和方向都发生周期性变化，比如生活中插墙式电器使用的就是民用交流电源。　　直流电是电流方向不随时间发生改变，比如生活中使用的可移动外置式电源提供的的是直流电。　　直流电一般被广泛使用于手电筒(干电池)、手机(锂电池)等各类生活小电器等。干电池(1.5V)、锂电池、蓄电池等被称之为直流电源。　　交流电在家庭生活、工业生产中有着广泛的使用，生活民用电压220V、通用工业电压380V，都属于危险电压。电流公式之电流三大效应　　电流形成之后，会产生三种效应，即热效应、磁效应和化学效应。　　其中，热效应指导体通电时会发热的现象。例如：比较熟悉的焦耳定律：是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。　　磁效应是指，任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。　　化学效应，则是指电流中的带电粒子(电子或离子)参与而使得物质发生了化学变化。化学中的电解水或电镀等都是电流的化学效应。由电流公式延伸的：意外电流对人体的危害　　由电流概念，可知人在一定条件下也会变成导体，有电流流过。不过，这种情况对人很危险，会造成触电事故，结果和以下四种因素密切相关。　　1.通过人体电流的大小。根据电击事故分析得出：当工频电流为0.5～1mA时，人就有手指、手腕麻或痛的感觉;当电流增至8～10mA时，针刺感、疼痛感增强发生痉挛而抓紧带电体，但终能摆脱带电体;当接触电流达到20～30mA时，会使人迅速麻痹不能摆脱带电体，而且血压升高，呼吸困难;电流为50mA时，就会使人呼吸麻痹，心脏开始颤动，数秒钟后就可致命。通过人体电流越大，人体生理反应越强烈，病理状态越严重，致命的时间就越短。　　2.通电时间的长短。电流通过人体的时间越长后果越严重。这是因为时间越长，人体的电阻就会降低，电流就会增大。同时，人的心脏每收缩、扩张一次，中间有0.1s的时间间隙期。在这个间隙期内，人体对电流作用最敏感。所以，触电时间越长，与这个间隙期重合的次数就越多，从而造成的危险也就越大。　　3.电流通过人体的途径。当电流通过人体的内部重要器官时，后果就严重。例如通过头部，会破坏脑神经，使人死亡。通过脊髓，会破坏中枢神经，使人瘫痪。通过肺部会使人呼吸困难。通过心脏，会引起心脏颤动或停止跳动而死亡。这几种伤害中，以心脏伤害最为严重。根据事故统计得出：通过人体途径最危险的是从手到脚，其次是从手到手，危险最小的是从脚到脚，但可能导致二次事故的发生。　　4.电流的种类。电流可分为直流电、交流电。交流电可分为工频电和高频电。这些电流对人体都有伤害，但伤害程度不同。人体忍受直流电、高频电的能力比工频电强。所以，工频电对人体的危害最大。　　5.触电者的健康状况。电击的后果与触电者的健康状况有关。根据资料统计，肌肉发达者、成年人比儿童摆脱电流的能力强，男性比女性摆脱电流的能力强。电击对患有心脏病、肺病、内分泌失调及精神病等患者最危险。他们的触电死亡率最高。另外，对触电有心理准备的，触电伤害轻。
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微信公众号一电流的微观表达式推导过程我要严密的推导过程，不是公式！公式我知道，OK？
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由电流定义：I=Q/t.假设材料单位体积中所含粒子数目为n,粒子所带电荷为q,粒子的平均漂移速度为v,材料的横截面积为s,则在t时间间隔内,粒子定向运动的距离为l=v*t,体积则为V=s*v*t.在这个体积内的粒子数目则为Q=n*V*q=n*s*v*t*q,从而有I=Q/t=n*q*s*v.一般材料中的带电粒子为电子或空穴,即q=e或q=-e.
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I = nqsv 　其中：n 表示单位体积内的自由电荷数；q电子的电量；s为导体横截面积；v为自由电子定向移动的速率。
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电流的两个微观表达式是什么来着？我只记得一个是I=nqsv，另一个是什么？高三党求助！
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