全国青少年机器人等级考试三级课程详解
此篇内容为《全国青少年机器人等级考试》三级课程的第二部分教学资料，后续还将继续推出更多课程内容。
一、电的微观世界
古希腊学者如留基伯和德漠克利特提出，物质由无数微小且不可分割的颗粒组成，这些颗粒被称为“原子”，原子在希腊文中意为“不可分”。是17世纪至18世纪的科学家们通过实验，证实了原子的存在。
19世纪初，英国化学家j.道尔顿基于前人的研究，提出了具有近代意义的原子学说。这一学说的提出，不仅为化学领域开辟了新纪元，还为解释众多物理和化学现象提供了基础。
二、原子模型与电现象
世界上所有的物质都是由原子组成，每个原子都由原子核和电子构成。原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，而电子则带负电。由于原子中质子所带的正电荷和电子所带的负电荷相互抵消，使得原子在整体上呈现电中性。
在摩擦生电的过程中，电子会从一种物体转移到另一种物体。例如，毛皮摩擦橡胶棒，获得电子的橡胶棒因负电荷增多而表现为带负电，而毛皮因失去电子，正电荷相对增多而表现为带正电。
三、运动的电与电源
单一的摩擦产生的电荷量不足以驱动电器设备。为了使电荷流动起来，我们需要稳定的电源，如电池和发电机。
在1800年，意大利教授伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电池。这种电池为电学研究提供了稳定的电源，推动了电磁学的发展。
为了纪念他的贡献，电压单位被命名为“伏特”，简称“伏”，英文缩写为v。
四、电学基础概念
电流的形成被比喻为水的流动，从高电压或高电位流向低电压或低电位。这个过程类似于水流从高水位流向低水位。
电路中电流的流动会遇到阻力，这种阻力被称为电阻。就像水在流动时会遇到水管的阻力一样。
为了保持电流的持续流动，整个电路必须是闭合的，就像从a到b的水路必须保持通畅一样。
电源的两极之间存在位差，即电压。电压的符号为u，单位为“伏特(v)”。
五、电流的方向与强度
虽然电子是电流的实际载体，但为了研究的方便，我们通常规定正电荷定向流动的方向为电流方向。
电流的强度可以通过单位时间里通过导体任一横截面的电量来衡量。这个强度的符号为i，单位是安培（a）。
六、电流的速度与性质
当我们打开开关后，电灯立刻亮起，这并不意味着电流的速度很快。实际上，电子的运动速度并不快。但电流传导的速度却很快，接近光速。
电流具有波粒二象性。这意味着它在某些情况下表现出粒子的特性，而在其他情况下则表现出电磁波的特性。
我们打开开关后电灯的迅速亮起，并不是因为电流中的电子已经到达了灯泡处，而是因为电的能量已经传导到了灯泡处。