研究性学习课题 调查在自然界或生命活动中的电现象 调查报告
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关于《电现象,磁现象在生活中的应用》的调查研究在日常生产生活中,电和磁以其各自优美的宏观超距力学性质及相互之间密切的转化性,而被广泛运用。
对此,我组对于电现象,磁现象在生活中的应用及原理进行了深入研究和探讨。
具体研究成果如下:一.静电现象应用1、静电除尘器:静电除尘是利用静电场的作用, 使气体中悬浮的尘粒带电而被吸附,并将尘粒从烟气中分离出来而将其去除。
2、静电分离机(提纯工业原料)3、静电感应卸料器4、静电复印、印刷技术:利用光电导敏感材料在曝光时按影像发生电荷转移而存留静电潜影,经一定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。
5、静电喷涂:利用静电吸附作用将聚合物涂料微粒涂敷在接地金属物体上,然后将其送入烘炉以形成厚度均匀的涂层。
6、静电纺纱:在纺纱过程中利用静电场对纤维的作用力,使纤维得到伸直、排列和凝聚,并在自由端须条加拈时起到平衡的作用,使纺纱能连续进行。
7、静电植绒:利用静电场作用力使绒毛极化并沿电场方向排列,同时被吸着在涂有粘合剂的基底上成为绒毛制品。
8、静电在高技术领域也得到一些应用,主要有:①静电火箭发动机属电火箭发动机的一种,与化学火箭发动机不同,所用的能源与工质分开。
静电火箭发动机的特点是比冲高、寿命长(可起动上万次,累计工作上万小时),但推力很小,适用于航天器的姿态控制、位置保持和星际航行等。
静电火箭发动机的工质(如汞、铯、氢等)从贮存箱经过电离室电离成离子,在引出电极的静电场力作用下加速形成射束。
离子射束与中和器发射的电子耦合形成中性的高速束流,喷射而产生推力。
推力通常在(0.5~25)×10-5牛之间,比冲达8500~20000秒。
②静电轴承利用电场力使轴悬浮的滑动轴承。
用电场力和磁场力共同悬浮的是组合式轴承。
因静电轴承需要很高的电场强度,其应用受到限制,只在少数特殊仪表中使用。
③静电陀螺仪又称电浮陀螺。
是陀螺传感器的一种。
在金属球形空心转子的周围装有均匀分布的高压电极,对转子形成静电场,用静电力支承高速旋转的转子。
第一部分:研究背静:生活中总会经常会发生触电的事故,对于人身的安全,家庭稳定和生产生活都造成极大的威胁,我们从生活的角度找到触电的原理原因及如何来预防触电,对大家起一个借鉴的作用,在经过大量的调查和研究之后形成此报告。
案例一:事故概况:2002年7月21日,在上海某建设实业发展中心承包的某学林苑4#房工地上,水电班班长朱某、副班长蔡某,安排普工朱某、郭某二人为一组到4#房东单元4~5层开凿电线管墙槽工作。
下午1时上班后,朱、郭二人分别随身携带手提切割机、榔头、凿头、开关箱等作业工具继续作业。
朱某去了4层,郭某去了5层。
当郭某在东单元西套卫生间墙槽时,由于操作不慎,切割机切破电线,使郭某触电。
下午14时20分左右,木工陈某路过东单元西套卫生间,发现郭某躺倒在地坪上,不省人事。
事故发生后,项目部立即叫来工人宣某、曲某将郭某送往医院,经抢救无效死亡。
原因分析:1.直接原因:郭某在工作时,使用手提切割机操作不当,以致割破电线造成触电,是造成本次事故的直接原因。
2.间接原因:(1)项目部对职工安全教育不够严格,缺乏强有力的监督;2工地安全对施工班组安全操作交底不细,现场安全生产检查监督不力;3职工缺乏相互保护和自我保护意识。
案例二:1998年7月31日上午,某厂职工子弟中学校办工厂的一名青年管工,在承包工程的室外地沟里进行对执着管道作业时,接着电焊机二次回路线,往焊管搭接时触电;他倒地后,又将回路线压在身下而身亡。
该管工在雨后有积水的管沟内对接管时,脚上穿的塑料底布鞋和手上戴的帆布手套均已湿透。
当右手接电焊机回路线往钢管上搭接时,裸露的线头触到戴手套的左手掌上,使电流在回线──人体──手把线(已放在地上)之间形成回路,电流通过心脏。
尤其是触电倒下后,在积水的沟内,人体成了导体。
这时,人体电阻在1000欧左右,电焊机空载二次电压在70伏左右,则通过人体的电流为70毫安。
而成年人通常的致命电流为50毫安。
70毫安电流使其心脏不能再起压送血液的作用,所以血液循环停止造成死亡。
用电的安全-----研究报告1、电的危险性我们的生产和生活离不开电,电能用途广泛,可用于照明、冶炼、电镀、电解、电热、通讯和自动控制等。
但是它又会对人类构成威胁。
触电会造成人员伤亡,电气事故不仅毁坏用电设备,还会引起火灾。
电气事故主要包括触电事故、电磁场伤害事故、静电事故、雷击事故、电路故障引发的电气火灾和爆炸事故、危及人身安全的电气线路事故。
由于物体带电不像机械危险部位那样容易被人们觉察,因此电更具有危险性。
电流对人体的伤害有三种形式:电击、电伤和电磁场伤害。
电击是指电流通过人体,破坏人的心脏、肺及神经系统的正常功能。
电伤是指电流的热效应、化学效应和机械效应对人体的伤害;主要是指电弧烧伤、熔化金属溅出烫伤等。
电磁场生理伤害是指在高频磁场的作用下,人会出现头晕、乏力、记忆力减退、失眠、多梦等神经系统的症状。
一般认为,电流通过人体的心脏、肺部和中枢神经系统的危险性较大,特别是电流通过心脏时,危险性最大。
所以从手到脚的电流途径最为危险。
因为沿该条途径有较多的电流通过心脏、肺部等重要器官;其次是从一只手到另一只手的电流途径;第三是从一只脚到另一只脚电流途径。
触电还容易因剧烈痉挛而摔倒,导致电流通过全身并造成摔伤、坠落等二次事故。
按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径,电击又可分为下列几种情况:(1)低压单相触电。
即人体站在地面或其他接地导体上触及一相带电体的触电。
大部分触电事故都是单相触电。
(2)低压两相触电。
即人体同时触及两相带电体的触电,这时由于人体受到的电压高达到220伏或380伏,所以危险性很大。
(3)跨步电压触电。
当带电体接地有电流流入地下时,电流在接地点周围土壤中产生电压隆,人在接地点周围,两脚之间出现的电压即称跨步电压。
由此引起的触电事故称为跨步电压触电。
往往高压故障接地处或有大电流流过的接地装置附近,都可以出现较高跨步电压。
(4)高压电击。
对于高于1000伏以上的高压电气设备,当人体过分接近它时,高压电可将空气电离,然后通过空气进入人体,此时还伴有高电弧,能把人烧伤。
《调查在自然界或生命活动中的电现象》作业设计方案第一课时一、教学目标:1.了解电现象在自然界和生命活动中的普遍存在和重要作用。
2.掌握电现象的基本概念和相关知识。
3.培养学生观察、实验和分析问题的能力。
4.激发学生对物理科学的兴趣,培养科学探究的能力。
二、教学内容:1.电现象的概念和分类。
2.电荷、电场和电流。
3.静电、电磁感应和电路。
4.电现象在自然界和生命活动中的应用。
三、教学重点和难点:1.电现象的基本概念和分类。
2.电荷和电场的理解。
3.静电、电磁感应和电路的掌握。
四、教学方法:1.课堂讲授与互动:教师讲解基本概念,学生提问与讨论。
2.实验观察与分析:进行与电现象相关的实验,引导学生观察现象、提出问题、分析结果。
五、教学过程:第一课时:介绍电现象的概念和分类。
1.教师引导学生讨论日常生活中的电现象,如静电、电磁感应等。
2.通过图片、视频等展示相关实验现象,引发学生的兴趣。
3.带领学生探讨电现象的分类,引导学生思考电荷、电场和电流的概念。
第二课时:深入探讨电荷、电场和电流。
1.教师讲解电荷的概念及分类,引导学生了解正负电荷的产生和相互作用。
2.通过实验演示电荷在电场中运动的现象,加深学生对电场的理解。
3.引导学生探讨电流的概念及特性,联系日常生活中的电路应用加深理解。
第三课时:实验探究静电、电磁感应和电路。
1.分组进行静电实验,观察不同材料之间的静电现象,讨论相关原理。
2.进行电磁感应实验,探究电磁感应现象及其应用。
3.设计简单电路实验,让学生亲自操纵元件,了解电路的基本构成和工作原理。
六、作业要求:1.完成课堂上相关练习和作业,巩固对电现象的理解。
2.撰写电现象实验报告,总结实验方法、结果和结论。
3.参阅相关资料,了解电现象在自然界和生命活动中的应用领域。
七、评价方式:1.日常表现评价:包括课堂参与、作业完成情况等。
2.实验报告评价:评估学生综合实验能力和科学探究精神。
3.课堂小测验:通过小测验检查学生对电现象的掌握程度。
自然界中的电现象研究报告1. 引言嘿,大家好!今天咱们聊聊一个在我们生活中随处可见,但又常常被忽视的现象——电。
没错,电不仅仅是插座里那根看不见摸不着的能量,它在自然界中也是个活跃的角色。
无论是雷电交加的夜晚,还是你身边的小电蚊子,电的世界真是神奇又复杂。
就像古人说的“电闪雷鸣”,今天我们就来揭开这层神秘的面纱。
2. 自然界中的电现象2.1 雷电的魅力首先,咱们不得不提雷电!当你在外面突然听到轰隆隆的雷声,心里是不是都有点慌?其实那是大气中的电现象在作祟。
雷电其实是云层之间或者云层与地面之间电荷的放电,简直就是大自然的“烟花秀”!不过,千万别拿这个当娱乐,雷电可不是闹着玩的,打雷的时候最好乖乖待在屋里,安全第一。
你知道吗?雷电产生的温度能高达几万度,比太阳的表面还热,这可不是开玩笑的。
想象一下,电流通过空气时,瞬间加热空气导致它膨胀,就形成了那震耳欲聋的雷声。
看吧,电不仅让我们惊叹,也给我们上了一堂生动的物理课。
2.2 电的美丽现象除了雷电,自然界中还有许多美丽的电现象,比如极光!极光的出现可谓是电的魔法秀。
那些色彩斑斓的光带,其实是地球的磁场与来自太阳的带电粒子相互作用的结果。
真是大自然的“灯光秀”啊!想想看,在冰冷的北极,天空中闪烁着绿色、紫色的光芒,像是给大地披上了一层梦幻的纱衣,简直美得让人窒息。
而在海洋深处,有一种叫发光的浮游生物,它们通过电的方式发出微弱的光,真是个小小的夜光星球。
每当海浪拍打岸边,那些发光的小生物就会随着水波闪烁,宛如星星坠入海中。
这样的景象,让人感叹大自然的鬼斧神工,真是“天工开物”啊!3. 日常生活中的电现象3.1 小电蚊子的电击我们每天都在生活中与电现象亲密接触,但有时候却没察觉。
比如,夏天的晚上,蚊子在你耳边嗡嗡作响,你可曾注意到它们的“电击”?其实,这些小家伙体内也有电的成分,能让它们在黑暗中找到你这个“美味”。
所以,保持清洁和用些驱蚊液,才能让你安然入睡。
电现象研究报告电现象研究报告一、研究目的:本研究旨在探索和研究电现象的产生机理和相关实验现象,进一步深入了解电的基本特性和应用。
二、研究内容:1. 电的产生机理:根据经典理论,电的产生是由于电荷的移动导致的。
我们研究了电荷的基本特性和电流的产生、传导等过程。
通过实验探究了电荷的正负性和电荷守恒原理。
2. 静电现象:我们研究了静电的产生、积累、放电以及相关的实验现象。
实验验证了摩擦电、接触电和感应电等静电产生原因,并了解了静电的应用,例如静电消除、静电纺丝等。
3. 电流现象:通过实验研究了电流的特性和相关规律。
测量了电路中的电流强度、电压和电阻,并通过欧姆定律的实验证实了电压、电流和电阻之间的关系。
4. 电磁感应现象:我们研究了电磁感应的产生机理和相关实验现象。
通过实验验证了法拉第电磁感应定律,了解了电磁感应的应用,例如发电机的原理和电感储能等。
5. 电磁波现象:我们研究了电磁波的发射、传播和接收等过程。
实验验证了电磁波的反射、折射和干涉等现象,探究了电磁波的特性和应用,例如无线通信和雷达等。
三、研究结果:通过对电现象的研究,我们得出了以下结论:1. 电荷是电现象的基本单位,具有正负两种极性,守恒性原理适用于电荷。
2. 静电是由于电荷的聚集和分离导致的,可以通过摩擦、接触和感应等方式产生。
3. 电流是由电荷数量的变化导致的,可以通过导线中的自由电子传导。
4. 电磁感应是由于磁场和电荷的相互作用导致的,符合法拉第电磁感应定律。
5. 电磁波是由振动的电场和磁场交替推动导致的,具有传播特性和波长频率关系。
四、研究意义:本研究对于深入了解电现象的基本原理和特性具有重要意义。
同时,对于电的应用领域的发展和电子技术的进步也有一定的指导作用。
《调查在自然界或生命活动中的电现象》作业设计方案一、设计背景:电现象是自然界和生命活动中普遍存在的现象,通过对电现象的调查钻研,可以帮助学生更好地理解电学知识,培养他们的观察、实验和分析能力。
因此,本次作业设计旨在引导学生通过实际调查,探索自然界和生命活动中的电现象,提高他们对电学知识的理解和应用能力。
二、设计目标:1.了解电现象在自然界和生命活动中的广泛存在;2.培养学生观察、实验和数据分析能力;3.提高学生对电学知识的理解和应用能力。
三、设计内容:1.选题:选择一个具有代表性的电现象,如闪电、静电、生物电等;2.调查方法:学生可通过文献查阅、实地观察、实验等方式,收集相关信息和数据;3.实验设计:设计一个简单的实验,观察电现象的产生和变化过程,并记录实验数据;4.数据分析:学生根据实验数据,分析电现象的规律和特点;5.撰写报告:学生撰写调查报告,总结调查结果,提出自己的见解和思考。
四、设计步骤:1.确定调查题目和范围,明确调查的目标和意义;2.分组学生,每组选择一个电现象进行调查钻研;3.学生进行文献查阅和实地观察,收集相关信息和数据;4.设计实验方案,进行实验并记录数据;5.分析实验数据,总结电现象的规律和特点;6.撰写调查报告,包括调查目标、方法、结果和结论等。
五、评判标准:1.调查深度:是否能够深入了解电现象的产生和变化过程;2.实验设计:实验方案是否合理、操作是否规范;3.数据分析:是否能够准确分析和总结实验数据;4.报告撰写:报告结构是否清晰、内容是否详实。
六、展示形式:学生可以通过口头报告、海报展示、实验演示等形式展示调查效果,与同砚分享自己的调查经验和发现。
七、拓展延伸:学生可以进一步探索电现象在其他领域的应用,如电磁感应、电化学反应等,拓展自己的电学知识。
通过本次作业设计,学生将能够深入了解电现象在自然界和生命活动中的广泛存在,培养自己的观察、实验和数据分析能力,提高对电学知识的理解和应用能力,为未来的进修和科研打下坚实的基础。
《调查在自然界或生命活动中的电现象》学历案(第一课时)一、学习主题本课的学习主题为“调查在自然界或生命活动中的电现象”。
通过本课程的学习,学生将了解电在自然界和生命活动中的存在和作用,并掌握基本的电学调查方法和技巧。
二、学习目标1. 了解电的基本概念和性质,包括电流、电压、电阻等基本电学概念。
2. 学会观察和描述自然界或生命活动中存在的电现象,如静电现象、生物电等。
3. 掌握简单的电学调查方法和技巧,包括使用电压表、电流表等工具进行基本测量。
4. 培养科学探究的精神,通过观察、思考、实践,掌握科学的思维方法和探究技能。
三、评价任务本课程的评价任务主要包括以下方面:1. 对电学基础知识的理解和掌握程度进行评价,包括电流、电压、电阻等基本概念的记忆和理解。
2. 对学生观察和描述电现象的能力进行评价,包括学生是否能够准确地观察并描述实验现象。
3. 对学生电学调查方法和技巧的掌握程度进行评价,包括使用工具进行测量的准确性和熟练程度。
4. 对学生的科学探究精神和能力进行评价,包括学生的观察力、思考力、实践能力等。
四、学习过程1. 导入新课:通过展示一些电现象的实例,如闪电、静电等,引起学生的兴趣和好奇心,为学习新课做好铺垫。
2. 学习电学基础知识:通过讲解和演示,让学生了解电流、电压、电阻等基本电学概念,并掌握它们之间的关系和计算方法。
3. 观察和描述电现象:让学生通过实验或观察自然界中的电现象,如静电现象、生物电等,并尝试用所学知识进行描述和解释。
4. 学习电学调查方法和技巧:介绍使用电压表、电流表等工具进行基本测量的方法和技巧,并让学生进行实践操作。
5. 科学探究实践:让学生自行设计实验方案,通过观察和实验,探究电在自然界或生命活动中的作用和意义。
五、检测与作业1. 检测:通过课堂小测验或作业的形式,检测学生对电学基础知识的掌握程度和对电现象的观察和描述能力。
2. 作业:布置相关的作业,如让学生自行设计一份电学实验报告,记录实验过程和结果,并尝试用所学知识进行解释和分析。
《调查在自然界或生命活动中的电现象》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本作业设计旨在通过实践调查,使学生能够:1. 理解自然界和生命活动中电现象的基本概念;2. 掌握调查电现象的方法和步骤;3. 培养观察、分析和解决问题的能力;4. 增强科学探究的兴趣和科学实验精神。
二、作业内容本次作业为实地调查作业,主要内容如下:1. 调查选题:学生需在教师的指导下选择一个与自然界或生命活动相关的电现象作为调查主题,如植物光合作用中的电流产生等。
2. 收集资料:通过查阅书籍、网络资源等途径,收集关于所选题目的基础知识和研究进展情况。
3. 设计调查方案:制定详细的调查计划,包括所需工具、材料、方法、步骤及安全注意事项等。
4. 进行实地调查:按照设计方案,实地观察并记录电现象的表现情况,可借助电表、示波器等工具进行测量。
5. 数据分析与整理:对收集到的数据进行整理、分析,形成调查报告。
三、作业要求1. 安全性:在调查过程中,学生需注意安全,遵守实验操作规程,防止触电等事故的发生。
2. 准确性:数据记录要准确,测量结果需反复验证,确保数据的可靠性。
3. 完整性:调查报告需包含选题背景、调查方法、数据记录、分析结果及结论等部分,内容完整。
4. 创新性:鼓励学生提出新的观点和想法,尝试不同的调查方法,展现创新思维。
5. 格式规范:报告需按照学校规定的格式进行排版,字迹工整,图表清晰。
四、作业评价1. 教师将根据学生调查选题的合理性、调查方案的可行性、实地调查的准确性及报告的完整性、创新性、格式规范性等方面进行评价。
2. 评价将结合学生的自我评价、小组评价和教师评价,全面反映学生的作业完成情况。
3. 对于表现优秀的学生,教师将给予表扬和鼓励,并作为学期末评优的参考依据。
五、作业反馈1. 教师将在课堂上对本次作业进行总结和点评,指出学生在作业完成过程中的优点和不足。
2. 对于存在的问题,教师将给出具体的改进建议和指导,帮助学生提高科学探究的能力。
《调查在自然界或生命活动中的电现象》作业设计方案(第一课时)一、作业目标1. 学生对自然界或生命活动中的电现象有基本的认识和理解;2. 培养学生观察、分析和解决问题的能力;3. 通过实践活动,增强学生探索大自然奥秘的兴趣。
二、作业内容1. 调查自然界中的电现象:(1)选择一个自然环境(如森林、湖泊、草原等),观察并记录下在该环境中出现的电现象;(2)分析这些电现象的原因,尝试用所学知识解释;(3)撰写一份调查报告,包括观察到的电现象、原因分析和个人感悟。
2. 调查生命活动中的电现象:(1)选择一种生物(如蜜蜂、蝴蝶、青蛙等),观察并记录下该生物在生命活动中出现的电现象;(2)分析这些电现象的意义,尝试用所学知识解释;(3)与同学交流分享,讨论不同生物在不同生命阶段出现的电现象及其意义。
三、作业要求1. 确保学生能够独立自主完成作业,家长不参与;2. 调查过程中要注意安全,遵守相关规定;3. 作业报告要真实客观,符合逻辑,字数不少于XX字;4. 鼓励学生在作业报告中融入自己的思考和感悟,提高写作水平。
四、作业评价1. 作业报告中的观察记录和分析要符合实际情况,有逻辑性;2. 学生能否用所学知识解释电现象的原因,是评价的重要标准;3. 作业报告的写作水平也是评价的重要方面。
五、作业反馈1. 学生提交作业报告后,教师进行批改,对优秀报告进行表扬和展示;2. 对普遍存在的问题,组织学生进行讨论和答疑,促进学生对知识的理解和掌握;3. 对未能按时提交报告的学生,及时提醒并督促其完成作业。
通过本次作业,希望学生能够进一步了解自然界和生命活动中电现象的存在和意义,增强对科学知识的兴趣和应用能力。
同时,通过实践活动和写作训练,提高学生的观察分析能力和写作水平,为今后的科学学习和个人发展打下坚实的基础。
作业设计方案(第二课时)一、作业目标1. 巩固学生对自然界或生命活动中电现象的认识,提高实验操作能力。
2. 通过实地调查和实验探究,培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
八年级上册科学研究性学习课题
自然界或生命活动中的电现象调查报告
调查人:
调查问题:在自然界或生命活动中的电现象
调查对象:周围的人
【一】自然界的电现象
1.打雷和闪电
打雷和闪电是同时发生的,是由于带异种电荷的云层或云层与大地之间的一种放电
现象,当带异种电荷的云
层相互间的距离由于运
动而缩小到一定距离时,
正负电荷间的强大电势
差将空气击穿而发生瞬间放电,放电时产生的放电火花就是我们见到的闪电,同时放电时产生的声音就是雷声。
同理,当带电云层运动时,地面相对应的地方产生感应电荷,若云层与地面或地面高大物体间距离较小,则云层与物体间的空气被击穿而发生瞬间放电产生雷电(见图1-1)。
2.极光
极光是出现于星球的高磁纬地区上空,是一种绚丽多彩的发光现象。
极光是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,
图1-1
在地球南北两极附
近地区的高空,夜间
出现的灿烂美丽的
光辉。
在南极被称为
南极光,在北极被称
为北极光。
地球的极
光是来自地球磁层
或太阳的高能带电
粒子流(太阳风)使
高层大气分子或原
子激发(或电离)而产生(见图1-2)。
【二】生命活动中的电现象
1. 人体内神经型号的传输(见书本)
生命活动中的神经兴奋传导在神经纤维上就是生物电传导的。
2. 电鳗
电鳗发电是一种捕食和打击敌害的手段,有时是一种生理需要。
电鳗能随意放电,自己掌握放电时间和强度,发电器最主要 的枢纽是器官的神经部分。
电鳗是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类,输出的电压达300~800伏,因此电鳗有水中“高压线”之称。
电鳗的发电器的基本构造与电鳐相类似,也是由许多电板组成的。
它的发电器
图1-2
分布在身体两侧的肌肉内,身体的尾端为正极,头部为负极,电流是从尾部流向头部。
当电鳗的头和尾触及敌体,或受到刺激影响时即可发生强大的电流。
电鳗的放电主要是出于生存的需要。
因为电鳗要捕获其他鱼类和水生生物,放电就是获取猎物的一种手段。
它所释放的电量,能够轻而易举地把比它小的动物击死,有时还会击毙比它大的动物,如正在河里涉水的马和游泳的牛也会被电鳗击昏(见图2-2)。
电鳗放电时的平均电压为350多伏,但也有过650伏的放电记录。
美洲电鳗的最大电压
竟达800多伏,这么强的电
压足以击死一头牛。
电鳗放
电时产生的电流是极微弱的,
一般不到1安培;有时观察
图2-2
到的电压为500伏,电流为2安培,即功率为1000瓦的短时放电。
虽然发出的是直流电,但放电频率每秒可达300个脉冲。
3. 电鲶
电鲶是一种能发电的鱼。
电鲶生活于非洲的尼罗河,它的长相和鲶鱼非常相似,体长大约有1米左右,口端长有3对须,它没有背鳍,在尾的基部有一个很低而且平伸的脂鳍,电鲶有成对的发电器,位于背部的皮下,它的发电电压高达350伏,能将人和牲畜击昏。
当然,并不是所有的电鱼都能发出很强的电,海洋中还有一
些能发出较弱电流
的鱼,它们的发电
器官很小,电压最
大也只有几伏,不
能击死或击昏其它
动物,但它们像精巧的水中雷达一样,可以用来探索环境和寻找食物。
这些鱼身上布满了电感器官,它们能够接收返回来的电波。
由于任何一种活动的生物都有或强或弱的生物电,这些鱼的电感受器能感受到非常微弱的电场变化。
鲨鱼对于电场的变化非常敏感,利用这一点,科学家们发明了“电子驱鲨器”,它发出的直流脉冲可以把鲨鱼驱赶到1~10米以外。
潜水员背着这些仪器,在水下可以避免鲨鱼的袭击(见图2-3)。
鲶鱼可以预防地震,地震前地电流的急剧变化刺激了鲶鱼的电感受器官,使它们感到惊恐不安,乱蹦乱跳,因此可以通过对鲶鱼的研究找到一种预报地震的新方法。
总之,鱼类的放电是它们在进化过程中所获得的一种防御和攻击敌害、捕捉食物的适应能力。
如果人类能够应用仿生学,模拟电鱼的发电器官在海洋中发电,那么,就能很好地解决船舶和潜水艇的动力问题。
电鲶的放电电压最高可达400~450伏特,一条体长约50厘米的电鲶的放电电压就能达到350伏特。
但它的发电器官并非
肌肉变成,而是由真皮腺衍生而成的。
电鲶的发电器官很特别,它是由体内约500万块电板组成的。
单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
这些电板分布在身体皮肤和肌肉之间,头部为正极,尾部为负极,电流流向是从头部流向尾部。
当电鲶在水中活动时,身体的任何一部分触及到敌人或其他物体,马上就产生一种强大的电流,击倒对方。
它所施放的强大电流甚至能击毙体型比自身更大的水生动物,由此得名“水中高压电”。
4. 电鳐
电鳐是活的“发电机”。
它尾部两侧的肌肉,是由有规则地排列着的6000~10000枚肌肉薄片组
成,薄片之间有结缔组织相隔,并有
许多神经直通中枢神经系统。
每枚肌
肉薄片像一个小电池,只能产生150
毫伏的电压,但近万个“小电池”串
联起来,就可以产生很高的电压(见
图2-4)。
电鳐尾部发出的电流,流向头部的感受器,因此在它身体周围形成一个弱电场。
电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视电感受器的活动,并能根据监视分析的结果指挥电鳗的行为,决定采取捕食行为或避让行为或其它行为。
有人做过这么一个实验:在水池中放置两根垂直的导线,放入电鳐,并将水池放在黑暗的图2-4
环境里,结果发现电鳗总在导线中间穿梭,一点儿也不会碰导线;当导线通电后,电鳐一下子就往后跑了。
这说明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的。
电鳐放完体内蓄存的电能后,要经过一段时间的积聚,才能继续放电。
5.人体电流
人体与电流,指人体对电流的反应,当人体通过0.6mA的电流,会引起人体麻刺的感觉;通过20mA安的电流,就会引起剧痛和呼吸困难。
电在生物体内普遍存在,生物学家认为,组成生物体的每个细胞都是一合微型发电机.细胞膜内外带有相反的电荷,膜外带正电荷,膜内带负电荷,膜内外的钾、钠离子的不均匀分布是产生细胞生物电的基础.但是,生物电的电压很低、电流很弱,要用精密仪器才能测量到,因此生物电直到1786年才由意大利生物学家伽伐尼首先发现.人体任何一个细微的活动都与生物电有关.外界的刺激、心脏跳动、肌肉收缩、眼睛开闭、大脑思维等,都伴随着生物电的产生和变化.人体某一部位受到刺激后,感觉器官就会产生兴奋.兴奋沿着传入神经传到大脑,大脑便根据兴奋传来的信息做出反应,发出指令.然后传出神经将大脑的指令传给相关的效应器官,它会根据指令完成相应的动作.这一过程传递的信息——兴奋,就是生物电.也就是说,感官和大脑之间的“刺激反应”主要是通过生物电的传导来实现的.心脏跳动时会产生1~2 毫伏的电压,眼睛开闭产生5~6
毫伏的电压,读书或思考问题时大脑产生0.2~1毫伏的电压.正
常人的心脏、肌
肉、视网膜、大
脑等的生物电变
化都是很有规律
的.因此,将患
者的心电图、肌
电图、视网膜电
图、脑电图等与健康人作比较,就可以发现疾病所在。
6.植物电流
植物体内同样有电。
为什么人的手指触及含羞草时它便“弯腰低头”害羞起来?为什么向日葵金黄色的脸庞总是朝着太阳微笑?为什么捕蝇草会像机灵的青蛙一样捕捉叶子上的昆虫?这些都是生物电的功劳。
如含羞草的叶片受到刺激后,立即产生电流,电流沿着叶柄以每秒14毫米的速度传到叶片底座上的小球状器官,引起球状器官的活动,而它的活动又带动叶片活动,使得叶片闭合。
不久,电流消失,叶片就恢复原状.在北美洲,有一种电竹,人畜都不敢靠近,一旦不小心碰到它,就会全身麻木,甚至被击倒。
7.静电
静电是一种处于静止状态的电荷。
在干燥和多风的秋天,在日常生活中,人们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑
暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;见
面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感
到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起
来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越
乱;拉门把手、开水龙头时都会“触电”,
时常发出“啪、啪、啪”的声响,这就是发
生在人体的静电(见图2-5)。
8.脑电波
脑电波(Electroencephalogram EEG )是大脑在活动时,大量神
经元同步发生的突触后
电位经总和后形成的。
它记录大脑活动时的电
波变化,是脑神经细胞
的电生理活动在大脑皮
层或头皮表面的总体反
映(见图2-6)。
脑电波来源于锥体细胞顶端树突的突触后电位。
脑电波同步节律的形成还与皮层丘脑非特异性投射系统的活动有关。
脑电波是脑科学的基础理论研究,脑电波监测广泛运用于其临床实践应用中。
【三】探究结论
图2-5 图2-6
电在我们生活中无处不在,只要留心观察,就能发现不一样的电现象。
寻找身边的科学,可以增加我们的生活经验,为我们学习科学提供帮助。
附录:。