电流微观定义、流量计算 |
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| 来源：不详 更新时间：2013-1-22 11:58:59 |
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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[1] [2] 下一页
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