安静时(内脏)
运动时(肌肉和皮肤——骨骼肌)如寒冷时骨骼肌的颤抖可使产热成倍增加
另外,精神活动和进食活动也影响产热。
2.散热:散热的方式主要有皮肤直接散热和汗液蒸发散热两种。人体有90%以上的热量是通过皮肤直接散发出取得,皮肤直接散热的多少决定于皮肤表面与外界环境之间的温度差,当外界温度下降时,皮肤内的血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量随之减少;相反,当外界温度上升时,则皮肤血管舒张,血流量增加,皮肤温度上升,散热也随之增加。但在炎热的夏天,主要的散热方式是汗液蒸发散热,此时皮肤的直接散热已远远不能达到满足。 直接散热--通过热传递散热,取决于皮肤表面与外界环境之间的温度差。而皮肤的温度可以通
过血流量来控制。
血管的口径调节:冷时,皮肤血管收缩,皮肤温度降低;热时,皮肤温度升高,散热增加
蒸发散热——当外界温度等于或超过体表温度时,汗液蒸发成了主要的散热方式。 【讨论】当人体的产热多而散热少时,会出现怎样的情形?--中暑现象
表现:体温升高、头痛、头晕、心慌、出冷汗、恶心、呕吐、面色苍白甚至昏厥等,严重时会危及生命。
对策:注意防暑、降温工作。
【讨论】体温的相对恒定是由于产热和散热两个生理过程保持了动态平衡的结果。请大家分析:在寒冷和炎热的环境中怎样才能维持体温的相对恒定呢?
结论:寒冷环境中必须增加产热,如骨骼肌会不自主地颤抖,增加产热。减少散热,如几乎不出汗,以减少蒸发散热;皮肤血管收缩,减少皮肤的血流量,从而减少散热;皮肤立毛肌收缩,产生“鸡皮疙瘩”,缩小汗毛孔,也可减少热量散失。炎热环境中必须减少产热,如减少运动;增加散热,但炎热环境中可以减少产热,但不产热是不可能的,故炎热环境中以增加散热为主。 三、体温受脑控制
【提问】机体的这种产热和散热过程有时受到谁的控制和调节呢?
答:读图3-37分析:体温调节中枢在脑干中的下丘脑。当外界的气温低于人体正常体温(如37℃)时,血液温度降至37℃以下,刺激下丘脑中的热受体,主要通过战栗产热和使皮肤的血管收缩以减少失热,血温增高回到正常的温度。当外界的气温高于人体正常体温(如37℃)时,血液温度升至37℃以上,刺激下丘脑中的热受体,通过增加汗液的分泌及使皮肤的血管舒张以增加散热,血温降低回到正常的温度。
【思考1】猜测当散热>产热、散热<产热时,人的体温将会怎样变化?
【答】: 因为人体调节体温的能力是有限的,当长时间置身于寒冷环境中,机体产生的热量不足以补偿散失的热量,会引起体温降低;而在高温环境中过久,会因体内热量散不出去,导致体温升高,如中暑、发热。
【思考2】:还有哪些自觉行为可以调节体温呢?
答:1、动物会寻求温度适中的环境,如在冷环境中趋向热源,热环境中迁到风口等。 2、动物还有姿势的变更,如暑热时伸展肢体,严寒时则个体蜷缩、拱肩缩背或拥挤成群、踏步或跑动等。
3、人更有为保温御寒、降温避暑更有添衣、脱衣,甚至安装空调等主动的影响环境的行为。 【附讲】讲述体温调节的障碍。
发热后体温一般不超过40 ℃。体温高于40 ℃,称为体温过高,体温高达44.5 ℃而能生存的已是罕见。一般认为人的最高致死体温大约是45.5 ℃。体温过低是不是一定导致人的死亡呢?让我们来认识一下2001年最小的新闻人物: 13个月大的小艾里卡。2001年2月底的加拿大埃德蒙顿市的气温仍然在摄氏零下30度以下。只有13个月大、刚学会走路的女婴艾里卡只穿着纸尿裤和一件T恤衫走向零下30度的室外!等她被发现时,身体已经僵硬,心脏也停止了跳动,体温已经下降到摄氏16度!在医护人员的救助下奇迹发生了:艾里卡的心脏突然跳动了一下,接着竟然连续跳动起来!小家伙复活了。科学家因此断言:冻体复活不是梦。
事实上,人体细胞冷冻已经被广泛应用于临床,比如在治疗不育症时使用的精子冷冻 、卵子冷冻、胚胎冷冻技术。科学家预测,人体冷冻技术在未来的应用将十分广泛。可以把患了绝症的病人冷冻起来,几百年后当相关的技术出现后,再使其复活,经治疗而获得健康;再有,可以把字航员冷冻起来暂停人体老化的程序,数光年之后,他们抵达某个星系后解冻,他们的年龄就和离开地球时完全一样,没有任何衰老。人体冷冻技术使人的太空旅行有了实现的可能。目前不能确定人的最低致死体温。
第四章 电路探秘
课题:4.1电路图
教学目标:1、了解生产、生活中的电现象
2、知道电路的基本组成,并理解每个元件的基本作用。 3、会画电路符号,能用电路符号画出一个简单的电路图。 4、知道用开关控制电路的方法。
重点难点:1、电路的基本组成、理解各元件的作用
2、判断电路的三种状态(通路、开路和短路)和不同的连接方法(串联电路和并联
电路)
3、电路图的连接方法(会连接简单的串联电路和并联电路) 4、电路图的画法(会画简单的串、并联电路图)
教学课时:2课时 教学过程:
【引入】现代社会是一个电气化社会。在生活中,电是不可缺少的。那么,电在你的家中有哪些
用途呢?在生活、生产中哪些地方要用电?电从哪里来,你知道吗?
--家庭和工厂用电是发电厂通过电网远距离输送过来的。各种电池(认识各种电池:干电池、锂电池、铅蓄电池等)可供各种小电器用电。 一、电路
【设问】电灯为什么会发光?怎样才能使电灯发光呢?
【实验】图4-3小灯泡发光实验:合上开关,小灯泡发光。先后取走电路中任一元件,观察小灯泡是否还能继续发光。将小灯泡换成电铃,重复上面的实验。
【思考】通过观察实验,让同学思考一个正确的电路都是由哪几部分构成的? 1、电路的组成:
①把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径叫做电路。
说明:一个正确的电路,无论多么复杂,也无论多么简单,都是由这几部分组成的,缺少其中的任一部分,电路都不会处于正常工作的状态。 ②各部分元件在电路中的作用
电源的作用:维持电路中有持续电流,为电路提供电能。电流从电源的正极出发,回到电源的负极。
导线的作用:连接各电路元件的导体,是电流的通道。
用电器的作用:利用电流来工作的设备。在用电器工作时,将电能转化成其他形式的能。 开关的作用:控制电路通、断。 【拓展】从能量的角度看,在电路中,电源的作用是提供持续电能的;用电器的作用是消耗电能;导线的作用是输送电能;开关的作用是控制电能有无的。 2、电路的通路、开路和短路
继续刚才实验演示,我们可以发现,合上开关,小灯泡发光。这种处处连通的电路叫通路,也叫闭合电路。
断开开关,或将电路中的某一部分断开,小灯泡都不会发光,说明电路中没有电流。这种因某一处断开而使电路中没有电流的电路叫开路。
将小灯泡取下,即用导线直接把电源的正、负极连接起来,过一会儿手摸导线会感觉到导线发热。这种电路中没有用电器,直接用导线将电源正负极相连的电路叫短路。短路是非常危险的,可能把电源绕坏,是不允许的。必须防止电源短路。 【思考】通路、开路、短路三种状态下电流的大小比较: 电路状态 通路 开路 短路 电流大小 电流正常 没有电流 电流过大 【小结】持续电流存在的条件是:除电路中有电源外,电路还必须是通路,这两个条件缺一不可。发生短路时,电路中会有很大电流,轻则损坏电源,重则发生事故。 二、电路元件和符号 电路图
电路中各元件的符号在设计、安装、修理各种实际电路的时候,常常需要画出表示电路连接情况的图。为了简便,通常不画实物图,而用国家统一规定的符号来代表电路中的各种元件。 1、电路元件符号:导线、电池、电池组、灯泡、开关、导线交叉不相连、导线间连接等。 2、电路图:用元件符号代替实物表示电路的图叫电路图。
⑴让同学画出图4-9实验电路图。让同学说明电路中的电流方向。
⑵变换一下图实验中元件的位置,再让同学们练习画出电路图。注意纠正错误的画法。 ⑶根据同学们画电路图的情况,进行小结,提出画电路图应注意的问题元件位置安排要适当,分布要均匀,元件不要画在拐角处。整个电路图最好呈长方形,有棱有角,导线横平竖直。 【实验】图4-10、图4-11,画出实验电路图,引入电路的连接方法 3、电路的两种基本连接方法是串联和并联。
如果把元件逐个顺序连接起来接入电路,这种连接方法叫做串联,如果把元件的两端分别连接起来接入电路,这种连接方法叫做并联。 【介绍】电路中电流的流向和干路、支路和分支点 【补充】
1.画好电路图应注意的事项
(1)完整地反映电路的组成,即要把电源、用电器、导线和开关都画在电路之中,不能遗漏某一电路器件。
(2)规范地使用器件符号。
(3)合理地安排器件符号的位置,应尽可能使器件均匀地分布在电路中,画成的电路图应清楚美观。
(4)平直地描绘连接导线,通常用横平、竖直的线段代表连接导线,转弯处一般取直角,使电路图画得简洁、工整。 2.识别串、并联电路的方法
识别串、并联电路可以从电路中有无支路入手分析:串联电路没有其它支路,并联电路中有几个支路。也可以从电路的通断来判别:串联电路中,断开任意一个用电器,整个电路就被切断;而在并联电路中,断开任意一条支路,其余支路仍然是通的。 3.设计电路的方法
设计电路,就是按照要求确定电路中的各个元件的位置。其方法是:先将开关和用电器对应地连接起来,要能分析出开关是控制哪个用电器的,在电路中起什么作用(是控制干路,还是控制支路);再将开关和所控制的用电器串联起来,若开关是在干路中,应与电源串联。然后通过分析,判断出用电器之间是串联,还是并联。在分析的基础上,正确画出电路图。作图时,电路元件要按照规定的符号画出来。最后,根据题中要求,按照所作出的电路图,逐项检查,看是否合乎要求。
4、连接电路时,需注意以下几点:①要按照一定顺序连接;②各元件与导线间的连接要牢靠;③连接过程中,开关应处于断开状态;④连接电路时,一定要防止用导线把电源直接连接起来。 5、识别串联电路的方法是:
(1)从连接方式去识别:在串联电路中,整个电路只有一条电流的路径。
(2)从工作特点去识别。因串联电路只有一条电流路径,所以流过第一个用电器的电流,要全部流过第二个用电器,若第一个或第二个用电器出现问题,另一个用电器一定受到影响,也停止工作,即在串联电路中各用电器彼此互相影响。
(3)通过实验观察识别。只用一个电键就可以控制串联电路的各个用电器。 6、并联电路的识别方法是:
(1)从连接方式去识别:在并联电路中,用电器是并联在电路的两点间的,所以电流的路径不是一条,而是若干条。
(2)从工作特点去识别:因并联电路中电流的路径是若干条,每条路径都是一个独立的工作电路,各用电器彼此互不影响。
(3)通过实验观察去识别:电路中的开关不只是一个,其中有一个控制整个电路的所有用电器,其余的开关控制各自支路的用电器。 总结:
组成:电源、用电器、开关、导线 电路图——电路 连接方式:串联电路、并联电路 用电器短路
状态:通路、开路、短路
电源短路(烧坏电源和导线)
【练习】
1)串联电路、并联电路连接的特点是什么?连接串联电路和并联电路需要哪些器材(包括名称、数量)?
2)为防止接错或漏接,自己先拟定一个接线顺序。在接线过程中为什么开关应是断开的,并特别注意防止短路?
课题:4.2电流的测量
教学目标:1、了解电路中的电流形成原因是电荷(定向)移动。
2、从常用电器的电流值感知电流的单位“安”。 3、了解电流大小与用电器的工作状态的关系。 4、学会把电流表连入电路侧电流。
5、学会电流表使用不同量程时的读数。
重点难点:1、电流的概念;电流的单位;学会使用电流表测电流的方法。
2、正确使用安培计测电流并可熟练测串、并联电路电流。
教学课时:3课时 教学过程:
【实验引入】连接图4-15的实验图,你只要一按开关,灯立即会亮,这是为什么? --原来,电路接通后形成的电流把能量从电源输送到了用电器(电灯)上。 电流的方向如何呢?--从电源的正极流向电源的负极
【讲述】在没有发现电子以前,科学家曾经认为电流是正电荷从电源的正极经导线流向负极的。现在,人们已经知道金属导体中的电流是由带负电的电子的移动产生的,它们是从电源的负极经导线流向正极,电子的移动方向与电流的方向正好相反。 一、电流的形成与方向
电路中的电流形成原因是电荷定向移动。在金属导体中,是电子发生定向移动形成了电流,电流的方向与电子运动的方向相反。
在电路中电流从电源的正极流向电源的负极 二、电流的大小、单位
电流我们看不见、摸不着,但是我们可以从水流的情境想象电流的情境。当你打开两个自来水龙头,一般会看到两管中水流的强弱是不相的,在相同的时间里,哪个水龙头从管口流的水量多,就说这个水流强。
【实验】使用同一只灯泡来做两次亮度不同的演示,分别用一节和两节干电池作为电源。--由此我们可以想象到导体中通过的电流强弱也会不相同。灯泡越亮,通过的电流越大。 因此需要一个描述电流强度的物理量——电流强度,简称电流,用字母I表示,它的单位是安培,简称安,符号为A;更小的单位为毫安和微安,符号分别为mA和μA。 换算关系:1A=103mA,1mA=103μA
【练习】3安=______毫安=_______微安;
15毫安=______微安=______安; 400微安=______毫安=______安。 【识表】了解常见用电器工作时的电流值
如:普通家用白炽灯约0.1A~0.3A;晶体管收音机约0.01A~0.1A;晶体管电视机约0.1A~0.3A;普通家用空调机约4A~8A。 三、电流的测量
【引入】不同的电路和用电器中的电流的大小是不同的,怎样测量电流呢?--使用电流表 【实验】图4-16
--实验中,灯的亮度随着电池的增多而增加,电流也随之增大。但是,根据灯的亮度并不能确定流过灯的电流的具体数值。我们用电流表来测量电流的大小。 1、电流表的符号:-A-
2、使用电流表时都有哪些要求? 1).接入电路前
(1)一定要检查指针是否对准零刻度线,如果指针在零刻度线偏右处,使用后测量出的数据会比真实值偏大。因此,若发现指针设有指零刻度,一定要进行调整后再使用。
(2)正确选择量程。每个电流表都有一定的测量范围——量程,被测电流超过量程时,电流表会损坏。实验室里使用的电流表通常有两个量程,0~0.6A和0~3A。当使用0~0.6A量程时,每大
格表示0.2A,每小格表示0.02A。当使用0~3A量程时,每大格表示1A,每小格表示0.1A。
估测待测电路的电流强度。若小于0.6安培,选0——0.6安培量程。若在0.6安培——3安培之间,选0——3安培量程。在不能预先估计被电流大小的情况下,可先拿电路的一个线头迅速试触电流表较大量程的一个接线柱,如指针偏转很小,则可换较小的量程;如指针偏转较大且在量程之内,则可接较大的量程;如指针迅速偏转且超过量程,则所用的电流表不能测量。 2).联入电路时
(1)必须把电流表串联在待测电路中。
(2)必须使电流从“+”接线柱流入电流表,从“-”接线柱流出电流表。(3绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。
3).联入电路后:电路接完后,在正式接通电源前必须先试触,同时观看电流表的指针偏转情况:
(1)指针不偏转:可能电路有断开的地方。
(2)指针偏转过激,超过满刻度又被弹回,说明量程选小了。
(3)指针偏转很小,说明量程选大了。(4)指针反向偏转,接线柱接反了。 应根据情况给予改正后,才能正式接通电源。 4).读数
读数时应“先看量程,再看中点,然后读数”。如图1所示的电流表,选用0~0.6A量程,指针相邻两个标度值分别为0和0.2A,其中点值为0.1A,指针所指的值是0.1A过两小格,每小格为0.02A,电流表示数为0.14A。这种方法为“中点助读”,可有效地防止读错数据。 四、对串、并联电路中电流关系的理解
1)串联电路各处的电流强度相等:在串联的电路中,不论电流表连入电路
的位置如何,测量的结果都是一样的。因此,串联电路各处的电流强度相等。 即:23
2)并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。
如图2所示的并联电路中,在这一电路中,干路如同总水管,两并联支路如同两分支水管,在相同的时间内,总水管中的水流量一定等于两分支水管中的水流量;反之,两分支水管中的水流量一定等于总水管中的水流量。因此,并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。 即:I总=I1+I2 【阅读】电池
I=I=I