测试系统的信息传递特性

测试系统的信息传递特性（共9篇）

1.测试系统的信息传递特性 篇一

生态系统的信息传递教学反思

“生态系统的信息传递”是新教材必修3第五章第4节的内容。研究生态系统的信息传递是生态学新的研究领域，在生态系统中，信息传递的方式多种多样，它的作用与物质循环、能量流动一样，都是把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节生态系统稳定性的作用。但是目前人们只能模糊地认识自然界的这种“对话”，这一领域尚有许多问题有待发现和深入研究。如何体现新课程的理念，引导学生关注这种“对话”、理解这种“对话”，从而去研究这种“对话”？笔者通过让学生课前收集资料，课上分析资料，课后设计实验等一系列探究活动，提高学生搜集和处理科学信息、解决实际问题的能力，激发学生主动参与的意识。信息传递是生态学研究的前沿领域之一，随着研究的深入必定会取得更多的成果。希望同学们将来有人加入到这个科研行列中来，将你们的研究成果广泛地用于对人类生存环境无污染的生物防治中，实现人与自然的和谐发展。

2.测试系统的信息传递特性 篇二

以主动电磁轴承为代表的电磁悬浮系统,其魅力不仅在于它是一种无摩擦的支承装置,更重要的是其动力特性可通过控制策略进行在线调节优化。前者决定了主动电磁悬浮能够应用在高速场合;后者使得可以通过控制策略的设计,优化主动电磁悬浮在不同频段的支承特性,调节支承刚度和阻尼,实现对振动的主动控制。

主动电磁悬浮系统的支承特性研究大多是以等效刚度和等效阻尼为基础展开的。但是,电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼不仅与结构尺寸有关,而且还受到其控制器所采用的控制策略的影响。只有在已知控制系统传递函数的前提下,才可能对支承的等效刚度和阻尼进行理论计算。但是,目前在电磁悬浮系统中各种新型的智能控制策略都得到了成功的应用,这些控制策略大都无法归结出相应的传递函数,造成无法通过理论计算获知系统支承的等效刚度和阻尼,从而难以深入地研究主动电磁悬浮系统的动力特性。因此,在未知系统传递函数的情况下,如何确定支承的等效刚度和阻尼是主动电磁悬浮系统动力学研究中必须解决的一个关键问题。

早在1980年,Haberman[1]就对电磁轴承的刚度作了研究,并提出了“浴盆”形复刚度曲线。此后,多数研究者均以此为基础分析主动电磁轴承系统的动力特性。Humphris等[2]以主动电磁轴承系统的传递函数推导出了电磁轴承的等效刚度和阻尼的计算公式。在国内,汪希平[3]、曹洁[4]较早地对主动电磁轴承的等效刚度和阻尼特性进行了理论分析。赵雷等[5]分析了控制环节各参数对主动电磁轴承的刚度特性的影响。胡业发等[6]基于电磁力分析了电磁轴承的刚度和阻尼特性。吴华春等[7]就滤波、滞后、衰减等因素对电磁轴承刚度的影响进行了分析。杨作兴等[8]提出了对主动电磁轴承复刚度的测试方法,但没有涉及在电磁轴承转子动力学研究中使用更多的等效刚度和阻尼的测试。目前文献对等效刚度和阻尼的分析研究大多是在已知传递函数的前提下进行的。

本文首先分析了主动电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼的理论计算方法,然后提出一种不依赖系统传递函数的等效刚度和阻尼的在线测试方法,并进行了实验,取得了与理论分析十分相近的结果。

1 等效刚度和等效阻尼的理论表达式

主动电磁悬浮系统不管是采用什么样的控制策略,最终表现出来的支承特性可以用支承的刚度和阻尼来表示。对于一个单自由度的质量-弹簧-阻尼系统,系统的运动方程为

$m\ddot{X}+c\dot{X}+kX=F(1)$

式中,F为物体所受到的外激励力;m为质量;k、c分别为系统的刚度和阻尼系数。

将式(1)进行拉普拉斯变换,可得其频率特性方程为

$X(\text{j}\omega )=\frac{F(\text{j}\omega )}{-m\omega {}^2+k+\text{j}\omega c}(2)$

同样考虑一个单自由度的主动电磁悬浮系统,如果不考虑其他外阻尼的影响,在线性条件下其运动方程为

$m\ddot{X}=f{}_{\text{A}\text{Μ}\text{B}}+F=k{}_{\text{x}}X+k{}_{\text{i}}i+F(3)$

式中,fAMB为主动电磁悬浮系统产生的电磁力;kx、ki分别为系统的位移刚度和电流刚度系数;i为控制电流。

如果将控制电流与悬浮位移之间的关系表示为传递函数的形式,即I(s)=G(s)X(s)。G(s)为主动电磁悬浮控制系统整体的传递函数,一般是位移传感器、输入AD、控制器算法、输出DA、功率放大器等各个控制环节传递函数的总和。将此式代入式(3)并经拉普拉斯变换,其频率特性方程形式为

$X(\text{j}\omega )=\frac{F(\text{j}\omega )}{-m\omega {}^2-k{}_{\text{x}}+k{}_{\text{i}}G(\text{j}\omega )}(4)$

比较式(2)、式(4),容易得出电磁悬浮系统相对于质量-弹簧-阻尼系统的等效刚度Ke和等效阻尼Ce的表达式:

$\begin{array}{l}{\rm K}{}_{\text{e}}=k{}_{\text{i}}\mathrm{Re}(G(\text{j}\omega ))-k{}_{\text{x}}\\ C{}_{\text{e}}=\frac{k{}_{\text{i}}\text{Ι}\text{m}(G(\text{j}\omega ))}{\omega }\end{array}(5)$

式中,Re(G(jω))、Im(G(jω))分别为控制系统传递函数G(s)的实部和虚部。

显然,如果已知控制系统传递函数G(s)的表达式,那么就能够容易地对主动电磁悬浮系统的等效刚度Ke和阻尼Ce进行理论计算。但事实上由于许多控制系统无法归结出一个传递函数表达式,因此就难以对其等效刚度和阻尼特性进行理论分析。为此,本文提出一种不依赖系统传递函数的等效刚度和阻尼的在线测定方法。

2 等效刚度和等效阻尼在线测量

图1所示为无外阻尼的单自由度主动电磁悬浮控制结构图。F(t)为外激励力,X(t)为转子相应的位移响应。为讨论方便,设参考信号R=0。根据模型等效原则,图1可简化为图2所示的等效结构。

由式(4)、式(5)可知,求解电磁悬浮系统的等效刚度和阻尼值,实质上就是求解图2中kiG(s)-kx部分的传递函数特性。系统的等效刚度就等于kiG(s)-kx的实部,其虚部除以ω就是等效阻尼。很自然,最直观的想法是通过测试G(s)的传递函数特性,从而换算得到系统的等效刚度和阻尼。虽然这样的想法在理论和仿真中是可行的,但由于需要控制系统脱离电磁悬浮系统单独进行测试,实际测试难度较大。

从图2可知,外激励力与位移响应之比具有刚度的量纲,被称为复刚度或动刚度,用Kv表示为

${\rm K}{}_{\text{v}}(\text{j}\omega )=\frac{F(\text{j}\omega )}{X(\text{j}\omega )}(6)$

复刚度Kv通常用复数形式或幅值相角形式表示,描述在不同频率下,外激励力与位移响应在复平面上的幅值关系和相位关系。|Kv|随频率变化的关系就是前面讲到的“浴盆”曲线。由式(6)可知,复刚度实质上是从外力到位移响应闭环频率特性的倒数。闭环频率特性可以通过实验直接测得,文献[3,8]就是基于这样的原理提出实验测量复刚度的方法。与复刚度含义不同,等效刚度和等效阻尼是将电磁悬浮支承等效成传统的质量-弹簧-阻尼系统后所对应的刚度的阻尼值。复刚度和等效刚度及阻尼都是描述系统刚度特性的量,只是描述的角度不同,因此应用领域也不同。在电磁轴承转子动力学研究中通常用等效刚度和等效阻尼描述轴承的支承特性。

在控制系统的分析中,常见情况是知道系统的开环频率特性,来求解系统闭环后的频率特性。本文的思路正好相反,试图通过先对F(s)和X(s)进行闭环频域测试,然后反向推算其中kiG(s)-kx部分的开环特性,得到系统的等效刚度和等效阻尼。

首先,分析F(s)到X(s)闭环频率特性和等效刚度阻尼的关系,整理式(4)和式(6)得

$k{}_{\text{i}}G(\text{j}\omega )-k{}_{\text{x}}=m\omega {}^2+\frac{F(\text{j}\omega )}{X(\text{j}\omega )}=m\omega {}^2+{\rm K}{}_{\text{v}}(\text{j}\omega )(7)$

根据式(7),可求得kiG(s)-kx的开环频域特性。由于从外力到位移响应闭环频率特性的倒数就是复刚度。因此,复刚度的实部中加上mω2即为kiG(s)-kx的实部,就是主动电磁悬浮系统在ω频率下的等效刚度值;复刚度的虚部除以ω就是等效阻尼。在不同ω的外激振下,可以得到一组闭环频率特性值,进而计算出一系列不同频率下的等效刚度和阻尼值。

理论上讲,当线性系统输入正弦激振信号时,其输出也为正弦。但在实际系统中,由于被测系统的非线性和随机干扰,其输出信号不可避免地混杂有其他频率的杂波干扰。如何从输出信号中提取相应的输入响应是测量等效刚度和阻尼的关键。设在输入信号Ur(t)=Usin ω0t的作用下,系统的输出信号Uc(t)为

$\begin{array}{l}U{}_{\text{c}}(t)=A{}_0+A\sin (\omega {}_{0}t+\theta {}_0)+{\displaystyle \sum _{n=2}^{\infty }A}{}_n\sin (n\omega {}_{0}t+\\ \theta {}_n)+u(t)=A{}_0+X\sin \omega {}_{0}t+Y\cos \omega {}_{0}t+\\ {\displaystyle \sum _{n=2}^{\infty }A}{}_n(X{}_n\sin n\omega {}_{0}t+Y{}_n\cos n\omega {}_{0}t)+u(t)(8)\end{array}$

式中,A0为被检信号中直流分量;Asin(ω0t+θ0)为基波分量;u(t)为噪声分量;Ansin(nω0t+θn)为各阶高次谐波分量。

式(8)中,只有基波成分是激振响应成分。为了从这些混杂信号中提取我们所需要的频率成分,采用了信号解调的原理。首先在输出信号Uc(t)上分别乘以一个与Ur(t)频率相同的单位幅值的正弦和余弦信号sin ω0t、cos ω0t,然后在基波整倍数周期内积分并求平均值:

$\begin{array}{l}\frac{1}{{\rm N}{\rm T}}{\displaystyle {\int }_0^{{\rm N}{\rm T}}U}{}_{\text{c}}(t)\sin \omega {}_{0}t\text{d}t=\frac{1}{{\rm N}{\rm T}\omega {}_0}[{\displaystyle {\int }_0^{2{\rm N}\text{π}}A}{}_0\sin \omega {}_{0}t\text{d}(\omega {}_{0}t)+\\ {\displaystyle \int }{}_0^{2{\rm N}\text{π}}(X\sin \omega {}_{0}t+Y\cos \omega {}_{0}t)\sin \omega {}_{0}t\text{d}(\omega {}_{0}t)+\\ {\displaystyle \sum _{{\rm N}=2}^{\infty }{\displaystyle {\int }_0^{2{\rm N}\text{π}}(}}X{}_n\sin n\omega {}_{0}t+Y{}_n\cos n\omega {}_{0}t)\sin \omega {}_{0}t\text{d}(\omega {}_{0}t)+\\ \omega {}_0{\displaystyle \int }{}_0^{{\rm N}{\rm T}}u(t)\sin \omega {}_{0}t\text{d}t](9)\end{array}$

由于正弦函数的正交性和相关性原理,故当N值取较大时,式(9)可以写为

$\frac{1}{{\rm N}{\rm T}}{\displaystyle {\int }_0^{{\rm N}{\rm T}}U}{}_{\text{c}}(t)\sin \omega {}_{0}t\text{d}t=\frac{X}{{\rm N}{\rm T}\omega {}_0}{\displaystyle {\int }_0^{2{\rm N}\text{π}}\sin }{}^2\omega {}_{0}t\text{d}(\omega {}_{0}t)=\frac{X}{2}(10)$

把式(10)中的X表示为ω的函数形式:

$X(\omega )=\frac{2}{{\rm N}{\rm T}}{\displaystyle {\int }_0^{{\rm N}{\rm T}}U}{}_{\text{c}}(t)\sin \omega t\text{d}t(11)$

同样地

$Y(\omega )=\frac{2}{{\rm N}{\rm T}}{\displaystyle {\int }_0^{{\rm N}{\rm T}}U}{}_{\text{c}}(t)\cos \omega t\text{d}t(12)$

这样,就可以从被测信号中提取出基波分量。在实际应用中,为了增强抗干扰性能,一般取N>5。

为了测试电磁悬浮系统的等效刚度和阻尼,必须对系统施加一定的外激振力。施加激振一般有两种途径。其一,采用专门的激振设备,此方法可以完全把被测系统作为“黑箱”处理,即在无需知道被测系统任何参数的情况下测得系统的刚度和阻尼,该方法甚至适用于电磁悬浮系统以外的刚度和阻尼测试对象。但对于电磁悬浮系统,必须采用非接触式的激振力,否则激振器会对主动电磁悬浮系统动力特性产生明显影响。因此,可以利用电磁悬浮系统本身的特点,通过在励磁线圈中叠加正弦电流,从而产生正弦激振力。此方法简单,不附加额外设备,对被测对象的附加影响小,但需要知道电磁线圈的电流系数ki才能完成电流到激振力的换算。

3 PID控制的等效刚度和阻尼的理论计算

为了对比实验结果与理论计算结果,选择标准的PID控制器作为算例,分析控制参数对电磁悬浮支承特性的影响。控制器传递函数为Kp+Ki/s+Kds,其中Kp、Ki、Kd分别为控制器中的PID参数。设功率放大器倍数为Kw,位移传感器转换倍率为Kc,系统的整体滞后时间常数为T,则整个控制系统的传递函数G(s)可表示为

$G(s)=\frac{({\rm K}{}_{\text{p}}+{\rm K}{}_{\text{i}}/s+{\rm K}{}_{\text{d}}s){\rm K}{}_{\text{w}}{\rm K}{}_{\text{c}}}{1+{\rm T}s}(13)$

根据式(5),PID控制系统的等效刚度和阻尼表达式为

${\rm K}{}_{\text{e}}=\frac{{\rm K}{}_{\text{w}}{\rm K}{}_{\text{c}}k{}_{\text{i}}({\rm K}{}_{\text{p}}-{\rm K}{}_{\text{i}}{\rm T}+{\rm K}{}_{\text{d}}{\rm T}\omega {}^2)}{1+\omega {}^2{\rm T}{}^2}-k{}_{\text{x}}(14)$

$C{}_{\text{e}}=\frac{{\rm K}{}_{\text{w}}{\rm K}{}_{\text{c}}k{}_{\text{i}}({\rm K}{}_{\text{d}}-{\rm K}{}_{\text{i}}/\omega {}^2-{\rm K}{}_{\text{p}}{\rm T})}{1+\omega {}^2{\rm T}{}^2}(15)$

将本文的实验数据代入式(14)、式(15),Kw=1A/V,Kc=7083V/m,ki=100N/A,kx=0.2MN/m,T=0.4ms,频率为1～1000Hz。PID控制器Kp、Ki、Kd参数对主动电磁悬浮等效刚度和阻尼影响的计算结果如图3～图8所示。

从图3可知,在100Hz以下的频率较低区域,主动电磁悬浮等效刚度随比例参数Kp值改变的变化较大,而随频率的变化基本不变。对照式(14),由于系统惯性滞后时间T非常小(10-4数量级),在低频区KiT项和KdTω2项都很小,1+ω2T2项可近似等于1。因此在频率较低时,Kp项成为等效刚度的主要决定因素。随着频率逐渐增大,KdT ω2项的作用渐渐增大,使等效刚度随频率ω逐渐增大。Kp值在PID控制中对等效阻尼的影响如图4所示,对照式(15),由于系统惯性滞后时间T非常小,使得Kp变化对等效阻尼在整个频率区域的影响都很小。在100Hz以下的低频区域,等效阻尼基本保持恒值。随着频率逐渐增大,分母项1+ω2T2随之增大,导致等效阻尼在高频区域逐渐减小。

从图5可知,在100Hz以下的低频区域,微分参数Kd对等效刚度无明显影响。在高频区域,由于KdTω2项的作用, Kd对等效刚度影响逐渐增大。如图6中的Kd对等效阻尼有明显的影响,在整个频率范围内,等效阻尼都起决定作用。在频率较高时,由于分母项1+ω2T2的影响,Kd对等效阻尼的影响稍稍减弱。

从图7所示可知,积分参数Ki对等效刚度几乎无影响。图8显示,Ki会使得等效阻尼在低频区域大幅减小。Ki=0时,低频区的等效阻尼基本保持恒值。Ki越大,等效阻尼在低频区的减小幅度也越大。

4 刚度阻尼的在线识别实验

4.1 实验装置

实验在图9a所示的杠杆式单自由度主动电磁悬浮实验台上进行。杠杆的一端与铰链相连,另一端由主动电磁悬浮支承。由于铰链支承和杠杆的刚度远远大于电磁悬浮系统所提供的刚度,所以可以将杠杆机构等效成图9b所示的质量-弹簧-阻尼系统,系统的等效质量为M=(l/a)2m。实验采用标准的离散PID控制,采样频率为10kHz,测试频率范围为1～1000Hz。

4.2PID参数对刚度和阻尼影响的实验

图10～图15所示是在激励力的振幅为18.75N,Kp分别选取0.8、1.0、1.2,Ki分别选取0、0.0005、0.0010、0.0050、0.0100,Kd分别选取20、40、60的条件下,在线识别出的主动电磁悬浮系统的等效刚度和等效阻尼随频率的变化曲线。

把图10～图15分别与图3～图8对应比较,可以得到如下结论:

(1)对于等效刚度,实验结果与理论结果在低频区和中频区颇为一致,数值非常接近。但频率超过500Hz后,实验数据与理论计算值的误差逐渐增大,在图12中导致微分参数Kd在高频区域对等效刚度的影响不明显。

(2)对于等效阻尼,同样在低频区和中频区实验识别结果与理论结果有很好的一致性。随着频率升高,两种结果的等效阻尼都在100Hz后开始逐渐减小。但实验识别出的等效阻尼值减小比理论计算值下降得更快,并且在300Hz左右又触底反弹,形成一个V形谷底。谷底反弹后,在600Hz后又与理论计算值基本一致。为了分析形成谷底的原因,我们计算了实验悬浮结构的固有频率。悬浮杠杆结构的固有频率ω0=264.6Hz,这个值与实验测得的谷底频率基本一致。实验中出现V形谷底的原因,是由于在固有频率点引起了系统的共振,加剧了振动的幅度,导致等效刚度Ke和等效阻尼Ce的识别值减小。从图10～图15中可以观察到,无论是等效刚度还是等效阻尼,在固有频率点都出现了V形拐点,并且随着PID参数的不同,形成的谷底深度也不同。

4.3 激励振幅对测试效果的影响

如果是一个理想的线性系统,激振力的大小不会对等效刚度及阻尼的识别结果产生影响。但是,实际系统往往具有非线性,对于本实验而言,振幅选择过小,同频的位移振动难以检出,识别出的刚度和阻尼的误差较大。振幅选择过大,会影响到主动电磁悬浮的电流线性化和位移线性化条件,同样会造成误差。为了测试不同大小的激振力对等效刚度和阻尼识别效果的影响,实验分别在6.25N、12.50N、18.75N、25.00N、31.25N、37.50N 6种激励力振幅下进行了相关的测试。

在不同激励力下,1～1000Hz频率范围的等效刚度和阻尼变化测试结果如图16、图17所示。在中低频区域,激振力大小对等效刚度和阻尼的识别结果基本没有影响。值得注意的是,在系统的固有频率点,激振力越大,形成的V形谷底越深。

根据实验经验,当主动电磁悬浮控制系统能很好平缓低频的小幅激励时,会使得同频位移信号难以检出,导致识别结果不稳定。因此对于激振幅度的选择,在测量10Hz以下的低频刚度阻尼时,需要增大激振力幅度,使振动响应达到可测的水平。对于10Hz以上的频率,激振力幅度的可选范围无具体限制,只要能稳定地保持悬浮状态且振动尚可,均能正常测得系统的等效刚度和阻尼值。

5 结论

本文提出的主动电磁悬浮系统支承特性测试方案,能够在线地实时检测主动电磁悬浮系统在不同频率下的等效刚度和等效阻尼,并能更真实地反映等效刚度和阻尼的实际变化情况。虽然,为了与理论计算比较,实验中仍采用传统的PID控制算法,但是很显然该测试方法与电磁悬浮的控制策略无关。

实验结果表明,本文提出的主动电磁悬浮系统的支承刚度和阻尼的测试方案是可行的,测试结果无论从数值和变化趋势都与理论分析结果相一致,能够方便地在未知控制系统传递函数情况下对主动电磁悬浮系统的支承等效刚度和阻尼进行测定,其结果可以作为主动电磁悬浮系统动力学特性研究的依据,具有较强的实用意义。

摘要：分析了主动电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼的理论计算方法。从闭环系统的角度出发,提出了一种不依赖于系统传递函数的等效刚度和阻尼的在线测量方法。以PID控制为例进行对比实验,分析了控制参数、激振幅度和激振频率对主动电磁悬浮系统支承等效刚度和阻尼的影响。结果表明,所提出的测量方法能够实时在线地对主动电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼进行准确识别。

关键词：主动电磁悬浮,等效刚度,等效阻尼,在线测量

参考文献

[1]Haberman H L.An Active Magnetic Bearing Sys-tem[J].Tribology International,1980,4:85-89.

[2]Humphris R R,Kel m R D,Lewis D W,et al.Effectof Control Algorithms on Magnetic Journal BearingProperties[J].Journal of Engineering for Gas Tur-bines and Power,1986,108(10):624-632.

[3]汪希平.电磁轴承系统的刚度阻尼特性分析[J].应用力学学报,1997,14(3):95-100.

[4]曹洁.电磁轴承控制系统参数与刚度、阻尼的关系[J].甘肃工业大学学报,1996,22(1):79-84.

[5]赵雷,丛华,赵鸿宾.可控磁悬浮轴承刚度与阻尼特性研究[J].清华大学学报,1999,39(4):96-99.

[6]胡业发,周祖德,江征风.磁力轴承的基础理论与应用[M].北京:机械工业出版社,2006.

[7]吴华春,胡业发,江征风.磁力轴承支承特性的影响因素研究[J].组合机床与自动化加工技术,2007(4):7-10.

3.测试系统的信息传递特性 篇三

关键词：质子交换膜； PLC； 温度控制； 相对湿度控制； PID控制

中图分类号： TM 911.42文献标志码： A

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置[1].其中质子交换膜燃料电池（PEMFC）是应用最广泛的一种燃料电池，具有高功率、低污染、无噪声、低温运行、快速启动等特点.质子交换膜燃料电池在电动汽车、航天、军事等领域有着极其重要的作用，可满足车辆、船舶排放的环保要求，因此适用于新一代交通工具动力[2].随着燃料电池关键部件成本的降低、可靠性能的提高、使用寿命延长以及氢源问题的解决，实现商业化是完全有可能的[3].但是目前技术仍不成熟，成本居高不下，使用寿命有待延长，最亟需解决的问题就是质子交换膜的成本和质子交换膜的水管理.质子交换膜中的H+迁移必须伴随着水的迁移.在膜缺水的情况下，H+的传导性显著下降；但水过多不利于气体反应物扩散到催化剂上，也会使膜的机械强度降低，多余的水分直接影响燃料电池的性能和寿命，以及在高电流密度下受传质限制造成的电压降[4]、低电流密度时的电压稳定性[5]、冷启动时的可靠性[6].所以对于质子交换膜燃料电池的温、湿度控制非常重要.王诚等[7]对质子交换膜燃料电池的净水迁移进行了研究，发现当温度升高到80℃时，阳极侧质子交换膜相对含水量降低.同时因为从阴极向阳极的浓度差梯度增大，扩散系数也随着温度的升高而增大，导致净水传递系数降低.基于此，本试验将模拟燃料电池在温度为80℃、相

对湿度为80%、三种不同空气流量（1、6、10 g·s-1）

下的控制系统，通过系统出口处的压力调节阀，将压力维持在180 kPa.

1燃料电池膜水环境模型

燃料电池膜水环境模型是将干空气进行加热加湿（从空气加热器出来的干空气和从蒸汽发生器出来的湿蒸汽混合于加湿器内，过程近似于等温加湿）后，经过质子交换膜，记录湿空气经膜前后的温、湿度变化.试验台流程如图1所示.整个试验装置由空气压缩干燥机、流量控制器、空气加热器、蒸汽发生器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、压差传感器以及阀门、连接管道及保温材料组成.系统设计有上位计算机及数据测量与控制系统.通过程序设计实现试验工况的自动调节，空气参数的测量、显示、存储、计算等功能.由于燃料电池膜对于温、湿度要求较高，在试验台调试阶段，未达到控制要求指标前用金属波纹管连接试验段进、出口.

1—空气压缩干燥机；2—压力传感器；3—球阀；4—流量控制器；5—空气加热器；6—蒸汽发生器；7—加湿器；

8—湿度传感器；9—温度传感器；10—金属波纹管；11—压差传感器；12—压力调节阀

1.1干燥空气来源

本试验所用干空气（模拟燃料电池空气系统）由干空气发生器产生.该干空气发生器可提供500 kPa的干燥空气.其出口空气温度为环境温度，露点温度为-40℃.当环境温度为5℃及以上时，可保证最低相对湿度为15%；当环境温度为30℃及以上时，可保证最低相对湿度为5%.

1.2质量流量计

空气系统对燃料电池的安全和寿命影响很大[8].空压机对比产生空气流量无法控制，所以需通过质量流量计严格控制空气流量.流量控制器设置在空气压缩干燥机的出口，保证空气流量的测量不受空气温度和湿度的影响，测量范围为0～10 g·s-1.

1.3空气加热器

空气加热器的设计需保证空气和加热器翅片

充分接触及空气的混合，以保证空气温度均匀.设计加热量根据最大空气流量和试验工况最大温升并增加一定裕量后确定，本试验中设计加热量为710 W.空气加热器配置调功器后接入控制系统的控制输出信号端，控制系统根据当前空气温度调节加热器的电加热功率，从而控制空气的温度.空气加热器放置在加湿器的前面，有利于空气的加湿过程.

1.4蒸汽发生器

空气加湿通过将干蒸汽喷射到空气中实现.干蒸汽由蒸汽发生器产生.加湿器最大加湿量是根据最大空气流量和试验工况最大湿度变化量并增加一定裕量后确定.本试验的加热功率为6 kW.加湿器的控制信号接入控制系统的控制输出信号端，控制系统根据当前空气相对湿度调节

加湿器的加湿量，从而控制空气的相对湿度.

1.5温、湿度传感器

空气温、湿度测量采用Vaisala HMT337双探头相对湿度仪，其独特的专利探头可以保证测量的精度和速度.Vaisala HMT337相对湿度测量量程为0%～100%，在-40～180℃环境下其精度为±（1.5+0.015 a）%（a为湿空气相对湿度）；温度测量量程为-70～180℃，在80℃时其精度为±0.35℃.

2温、湿度控制的实现方法

在模拟控制系统中，PID控制是控制器中最常用的控制规律[9].PID控制是由P调节的比例增益和消除稳定偏差的I调节，以及抑制超调量的D调节决定调节的反馈控制.该控制器参数容易调整，稳定性好，工作可靠.本试验的温、湿度控制通过PID控制实现.

2.1温度控制

假设稳定时空气需要的加热量Q由空气温升所需的加热量Q1和散热量Q2组成，空气温升需要的热量为

别为温度设定值和空气的进口温度.

根据试验数据确定比例系数c1=Q1/Q，则稳定时需要的加热量为Q=

3温、湿度控制结果与数据分析

三种不同的空气流量（1、6、10 g·s-1）下，温度控制在80℃±1℃，相对湿度控制在80%±2%.

图2～4给出了空气流量分别为1、6、10 g·s-1时，温度和相对湿度随时间的变化，稳定时间为20 min.

流量为1 g·s-1时，温度控制比较平稳，但相对湿度波动较大，并且相对湿度一直处于不稳定状态.因为空气流量小时，从加湿器喷出的蒸汽量也小，造成压力不稳定从而引起相对湿度的波动.因此，压力是该系统优化非常重要的参数.

流量为6 g·s-1时温、湿度控制效果比较好.从图3来看，前5 min相对湿度随时间的变化波动较大，温度随时间变化波动较小，说明相对湿度的波动对温度影响不大.

流量为10 g·s-1时温度和相对湿度都产生了不稳定的突变，发生突变时温度从81.00℃降至77.22℃，对应同一时刻的相对湿度从79.93%升至91.66%，而此段时间压力一直维持在181.6 kPa左右.分析得知，流量大时，带出的蒸汽也随之增多，此时的蒸汽是含有部分液态水的湿蒸汽，湿蒸汽温度低于干空气温度，于是当湿蒸汽与空气在加湿器内混合后，湿蒸汽中水分蒸发需要的潜热正好等于干空气失去的显热，导致温度下降、相对湿度上升.

4结论

建立了燃料电池膜水环境模型，利用PLC中的PID调节和力控组态软件，控制不同流量下试验段进口的温度为80℃、相对湿度为80%；流量为1 g·s-1时，湿度波动在81%±8%，显然达不到控制要求，在以后的试验中需要减小蒸汽发生器到加湿器之间的阀门开度，使此处的压力稳定；流量为6 g·s-1时，温度和相对湿度都达到了控制要求；流量为10 g·s-1时，所需的蒸汽量大，蒸汽发生器中生成的湿蒸汽容易结露，需改进蒸汽发生器，使其在大流量时也能生成干蒸汽.

参考文献：

[1]VIELSTICH W，LAMM A，GASTEIGER H A.Handbook of fuel cells：fundamentals technology and applications[M].New York：Wiley，2003.

[2]吴玉厚，陈士忠.质子交换膜燃料电池的水管理研究[M].北京：科学出版社，2011.

[3]杜春慧，陈建勇.质子交换膜燃料电池的应用研究[J].能源研究与信息，2002，18（1）：48-53.

[4]华周发，余意，潘牧.动态响应对质子交换膜燃料电池性能影响研究[J].电源技术，2011，35（11）：1358-1363.

[5]OWEJAN J P，TRABOLD T A，GAGLIARDO J G，et al.Voltage instability in a simulated fuel cell stack correlated to water accumulation measured via neutron radiography[J].Journal of Power Sources，2007，171（2）：626-633.

[6]JIAO K，LI X G.Cold start analysis of polymer electrolyte membrane fuel cells[J].International Journal of Hydrogen Energy，2010，35（10）：5077-5094.

[7]王诚，毛宗强，徐景明.PEMFC净水传递研究[J].电池，2004，34（6）：391-393.

[8]谷靖，卢兰光，徐梁飞，等.燃料电池系统空气流量振荡分析与控制[J].机械工程学报，2008，44（12）：112-117.

[9]陶永华，尹怡欣，葛芦生.新型PID控制及其应用[M].北京：机械工业出版社，1998.

[10]徐振勇.湿空气流量计算方法[J].化工自动化及仪表，1982（3）：56-59.

3温、湿度控制结果与数据分析

三种不同的空气流量（1、6、10 g·s-1）下，温度控制在80℃±1℃，相对湿度控制在80%±2%.

图2～4给出了空气流量分别为1、6、10 g·s-1时，温度和相对湿度随时间的变化，稳定时间为20 min.

流量为1 g·s-1时，温度控制比较平稳，但相对湿度波动较大，并且相对湿度一直处于不稳定状态.因为空气流量小时，从加湿器喷出的蒸汽量也小，造成压力不稳定从而引起相对湿度的波动.因此，压力是该系统优化非常重要的参数.

流量为6 g·s-1时温、湿度控制效果比较好.从图3来看，前5 min相对湿度随时间的变化波动较大，温度随时间变化波动较小，说明相对湿度的波动对温度影响不大.

流量为10 g·s-1时温度和相对湿度都产生了不稳定的突变，发生突变时温度从81.00℃降至77.22℃，对应同一时刻的相对湿度从79.93%升至91.66%，而此段时间压力一直维持在181.6 kPa左右.分析得知，流量大时，带出的蒸汽也随之增多，此时的蒸汽是含有部分液态水的湿蒸汽，湿蒸汽温度低于干空气温度，于是当湿蒸汽与空气在加湿器内混合后，湿蒸汽中水分蒸发需要的潜热正好等于干空气失去的显热，导致温度下降、相对湿度上升.

4结论

建立了燃料电池膜水环境模型，利用PLC中的PID调节和力控组态软件，控制不同流量下试验段进口的温度为80℃、相对湿度为80%；流量为1 g·s-1时，湿度波动在81%±8%，显然达不到控制要求，在以后的试验中需要减小蒸汽发生器到加湿器之间的阀门开度，使此处的压力稳定；流量为6 g·s-1时，温度和相对湿度都达到了控制要求；流量为10 g·s-1时，所需的蒸汽量大，蒸汽发生器中生成的湿蒸汽容易结露，需改进蒸汽发生器，使其在大流量时也能生成干蒸汽.

参考文献：

[1]VIELSTICH W，LAMM A，GASTEIGER H A.Handbook of fuel cells：fundamentals technology and applications[M].New York：Wiley，2003.

[2]吴玉厚，陈士忠.质子交换膜燃料电池的水管理研究[M].北京：科学出版社，2011.

[3]杜春慧，陈建勇.质子交换膜燃料电池的应用研究[J].能源研究与信息，2002，18（1）：48-53.

[4]华周发，余意，潘牧.动态响应对质子交换膜燃料电池性能影响研究[J].电源技术，2011，35（11）：1358-1363.

[5]OWEJAN J P，TRABOLD T A，GAGLIARDO J G，et al.Voltage instability in a simulated fuel cell stack correlated to water accumulation measured via neutron radiography[J].Journal of Power Sources，2007，171（2）：626-633.

[6]JIAO K，LI X G.Cold start analysis of polymer electrolyte membrane fuel cells[J].International Journal of Hydrogen Energy，2010，35（10）：5077-5094.

[7]王诚，毛宗强，徐景明.PEMFC净水传递研究[J].电池，2004，34（6）：391-393.

[8]谷靖，卢兰光，徐梁飞，等.燃料电池系统空气流量振荡分析与控制[J].机械工程学报，2008，44（12）：112-117.

[9]陶永华，尹怡欣，葛芦生.新型PID控制及其应用[M].北京：机械工业出版社，1998.

[10]徐振勇.湿空气流量计算方法[J].化工自动化及仪表，1982（3）：56-59.

3温、湿度控制结果与数据分析

三种不同的空气流量（1、6、10 g·s-1）下，温度控制在80℃±1℃，相对湿度控制在80%±2%.

图2～4给出了空气流量分别为1、6、10 g·s-1时，温度和相对湿度随时间的变化，稳定时间为20 min.

流量为1 g·s-1时，温度控制比较平稳，但相对湿度波动较大，并且相对湿度一直处于不稳定状态.因为空气流量小时，从加湿器喷出的蒸汽量也小，造成压力不稳定从而引起相对湿度的波动.因此，压力是该系统优化非常重要的参数.

流量为6 g·s-1时温、湿度控制效果比较好.从图3来看，前5 min相对湿度随时间的变化波动较大，温度随时间变化波动较小，说明相对湿度的波动对温度影响不大.

流量为10 g·s-1时温度和相对湿度都产生了不稳定的突变，发生突变时温度从81.00℃降至77.22℃，对应同一时刻的相对湿度从79.93%升至91.66%，而此段时间压力一直维持在181.6 kPa左右.分析得知，流量大时，带出的蒸汽也随之增多，此时的蒸汽是含有部分液态水的湿蒸汽，湿蒸汽温度低于干空气温度，于是当湿蒸汽与空气在加湿器内混合后，湿蒸汽中水分蒸发需要的潜热正好等于干空气失去的显热，导致温度下降、相对湿度上升.

4结论

建立了燃料电池膜水环境模型，利用PLC中的PID调节和力控组态软件，控制不同流量下试验段进口的温度为80℃、相对湿度为80%；流量为1 g·s-1时，湿度波动在81%±8%，显然达不到控制要求，在以后的试验中需要减小蒸汽发生器到加湿器之间的阀门开度，使此处的压力稳定；流量为6 g·s-1时，温度和相对湿度都达到了控制要求；流量为10 g·s-1时，所需的蒸汽量大，蒸汽发生器中生成的湿蒸汽容易结露，需改进蒸汽发生器，使其在大流量时也能生成干蒸汽.

参考文献：

[1]VIELSTICH W，LAMM A，GASTEIGER H A.Handbook of fuel cells：fundamentals technology and applications[M].New York：Wiley，2003.

[2]吴玉厚，陈士忠.质子交换膜燃料电池的水管理研究[M].北京：科学出版社，2011.

[3]杜春慧，陈建勇.质子交换膜燃料电池的应用研究[J].能源研究与信息，2002，18（1）：48-53.

[4]华周发，余意，潘牧.动态响应对质子交换膜燃料电池性能影响研究[J].电源技术，2011，35（11）：1358-1363.

[5]OWEJAN J P，TRABOLD T A，GAGLIARDO J G，et al.Voltage instability in a simulated fuel cell stack correlated to water accumulation measured via neutron radiography[J].Journal of Power Sources，2007，171（2）：626-633.

[6]JIAO K，LI X G.Cold start analysis of polymer electrolyte membrane fuel cells[J].International Journal of Hydrogen Energy，2010，35（10）：5077-5094.

[7]王诚，毛宗强，徐景明.PEMFC净水传递研究[J].电池，2004，34（6）：391-393.

[8]谷靖，卢兰光，徐梁飞，等.燃料电池系统空气流量振荡分析与控制[J].机械工程学报，2008，44（12）：112-117.

[9]陶永华，尹怡欣，葛芦生.新型PID控制及其应用[M].北京：机械工业出版社，1998.

4.信息的传递考试的测试题 篇四

1.(10乌鲁木齐)下列四种波中，哪种波和其余三种波不是同一家族( )

A.光波 B.电磁波 C.超声波 D.无线电波

2.(10内蒙古赤峰)中央电视台1台发射的电磁波的频率范围为56.5～64.5MHz，中央电视台2台发射的电磁波的频率范围为183～191MHz，这两个电视台所发射的电磁波在空中传播时( )

A.1台发射电磁波速度大于2台发射电磁波速度

B.1台发射电磁波速度小于2台发射电磁波速度

C.1台发射电磁波波长大于2台发射电磁波波长

D.1台发射电磁波波长小于2台发射电磁波波长

3.(09黄冈)我国是全世界手机用户最多的国家。关于手机，下列说法正确的是( )

A.手机是利用超声波来传递信息的

B.听筒是利用电磁感应原理工作的

C.作振动用的电动机利用了磁场对电流有力的作用

D.手机周围没有磁场不会对别的磁体造成影响

4.(09包头)收音机、手机、电视机三种电器中，既能接收电磁波、又能发射电磁波的是( )

A.收音机 B.手机 C.电视机 D.都可以

5.(10孝感)关于电磁波及其应用，下列说法中不正确的是( )

A.电磁波在真空中传播的速度与光速相同

B.移动电话只能接收电磁波，不能发射电磁波

C.用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信

D.无线电波中，长波的频率小于短波的频率

6.下列不属于数字信号的特点是( )

A.形式简单 B.是由不同符号组合而成

C.可以编码加密 D.信号传递时容易失真

7.(10扬州)下列说法中正确的是( )

A.光波、电磁波、声波都可以在真空中传播

B.光和电磁波都能够传递信息，声音不能传递信息

C.中央电视台与扬州电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同

D.我们生活的空间里充满着电磁波

8.在收音机中，调谐器的作用是( )

A.把变化的电流还原成声音

B.把声音信号从高频电流中取出来

C.从接收到的各种电磁波中,选出我们需要的某一频率的电磁波

D.调节收音机音量的大小

9.赵刚同学家里刚刚买了DVD机，想用DVD观看光碟，可是在连接导线时发现DVD机后部有很多插孔，其中有一个插孔上标着“AUDIO OUT”，那么这个插孔应该接( )

A.视频信号输入线 B.视频信号输出线

C.音频信号输出线 D.音频信号输入线

10.(10肇庆)第三代数字通讯技术简称3G，它不仅能传递声音信息还能传递图像和视频信息，3G手机传递信息是通过哪种波实现的( )

A.超声波 B.次声波 C.红外线 D.电磁波

11.关于地球同步通信卫星，下列判断中正确的是( )

A.同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地心是静止的

B.同步卫星在空中静止不动

C.同步卫星和月球一样，每天绕地球运转一周

D.同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少要4颗就能将信号覆盖全球

12.下列电子邮件地址，书写错误的是( )

A.Wacy@126.com.cn B.zaojiqing@sohu.com.cn

C.Guoyusong. cn .server.com D.cclyK@163.com

二、填空题(每空1分，共 26分)

13.电话分为和两种。我们在打电话时，把声音信号变成变化的.电流，把变化的电流变成声音。

14.下列信息传递方式的载体是：两人面对交谈时是利用________________传递声音;两地间通过电话交谈时是利用_____________传递声音;家中电视机能收到国内电视节目是利用_________________传递节目内容。

15.(10重庆綦江)电磁波在真空中的传播速度是_______________m/s;“隐形飞机”的表面制成特殊形状，这种形状能够_______________(选填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备，避免被雷达发现。

16.微波炉是利用来加热食物的。小红星期天帮妈妈做早饭，当她正要把鲜奶倒入一不锈钢饭碗并放入微波炉中加热一下时，被一旁的妈妈制止住了，这是因为微波炉中(能、不能)使用金属容器。

17.( 10云南玉溪)光是一种波。如图是某电磁波的波形图，其波长为m，频率是Hz。探月卫星距地球指挥中心约为3.9×105km，地球指挥中心向探月卫星发射的指令，经s到达卫星。

18.信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越，相同时间内传输的信息就。因此，几十年来，无线电通信、电视广播的频率越来越了，我们可以形象地说，信息之路越来越了。

19.(09玉林)无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把播音员的信号转换成音频电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过发射到空中。

20.(10无锡)探究电磁波特性的实验过程如下：(1)将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中，用抽气机抽去罩中空气，打电话呼叫罩中手机，这时，手机背景灯光闪烁.这个事实表明：电磁波________(选填“能”或“不能”)在真空中传播。(2)将手机放在金属容器中(手机不与金属容器壁接触)，打电话呼叫金属容器中的手机，这时手机__________(选填“能”或“不能”)接收到信号.

21.(09朝阳)电话的基本原理是通过话筒与听筒共同完成声信号与______信号的相互转化;近日.西方某国法律禁止低龄少年儿童使用手机，原因是手机辐射的_________会一定程度危害人体健康;微波与中、长波传播速度相同。微波波长较短，因此频率相对较_______。

三、解答题(第22题(3)6分，其余每空2分，共18分)

22.打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象验证了的存在。现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：

(1)收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是。

(2)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，请问这是什么原因?：。

(3)请设计一个实验验证你的判断。(简述实验方法)

23.(09赤峰)铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁，当磁体靠近它或与它接触时，它便有有了吸引钢铁的性质，也是被磁化了。软铁磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料。而钢等物质在磁化后，磁性能够保持，称为硬磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体，还可用来记录声音。录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带滑过时，磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。

阅读上面文字，完成下列内容：

(1)磁带上的记录了声音、图像等信息;录音机在把声信号变成磁信号的过程中，要先把声信号变成信号。

(2)请根据上面的内容，提出一个物理问题并尝试解答

提出的问题。

示例：问题：什么是磁化?

解答：使没有磁性的物体获得磁性的过程。

问题：

解答：。

四、阅读与思考(每小题4分，共20分)

24.电磁辐射危害人体的机理

电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。

(1)热效应：人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作。

(2)非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体也会遭受损伤。

(3)累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前(通常所说的人体承受力——内抗力)，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态，危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也可能会诱发想不到的病变，应引起警惕。

请回答：

①电磁辐射对我们人体有什么危害?

②你觉得在我们日常生活中哪些时候我们可能受到了电磁辐射?为了减小电磁辐射的危害我们应当注意些什么问题?

25.卫星通信

由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等。因此，人们在用微波传输信息时，需每隔一定距离建一个微波中继站(如图甲所示)，信息传输的越远，需要的中继站越多，在遇到雪山、大洋，根本无法建中继站又该怎么办?能否利用高悬的月球作为中继站呢?(如图乙所示)

1946年，有人用雷达向月球发射微波信号，第一次准确收到了从月球表面反射回来的微波。

1959年，美、英和加拿大之间又进行了月面反射通讯实验，结果获得成功.但在实验中也发现：由于月球离我们太远，不但传输信号延迟时间太长，信号衰减也较严重，失真厉害，而且如果用月球作中继站，两个通信信号必须同时见到月球。

现在，人类可发射人造卫星，用通信卫星作微波中继站，实现了卫星通信梦想。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。(如图丙所示)

请回答：

(1)在用微波传输信息时，为何每隔一定距离要建一个微波中继站?

(2)在同步通信卫星上建立微波中继站与在月球上建立微波中继站相比，有何优点?

5.《传递信息的神经系统》教学设计 篇五

教学目标

知识目标：描述人体神经系统的组成以及神经元的结构和功能。

能力目标：通过资料分析，培养学生分析，归纳和解决问题的能力。

情感目标：关注关注神经系统的健康，培养良好的生活习惯。

教学重点、描述神经系统的组成。

教学难点、神经元的结构及其功能。

教学方法：讲授与讨论法，自学法相结合。

教具准备：电脑幻灯片。

教学步骤

通过电脑幻灯片出示一幅足球的动画。请有经验的同学说说踢足球时身体都会有那些反应，然后出示第二幅图片请同学们说出这些活动和反应是由谁来统一指挥的呢？[:学科网]

一、神经系统的组成

师：请同学们结合下面的两个小问题，观看图4-8神经系统的组成，然后同学们进行分组讨论，最后各组各派一名代表说出你们小组的讨论结果。

生：神经系统是由脑，脊髓，脑神经和脊神经组成 认为脑和脑神经是一组，脊髓和脊神经是一组或认为脑和脊髓是一组，脑神经和脊神经是一组

师：下面我们来看一下同学们说的是否正取（出示神经系统的组成）

师：请同学们根据神经系统的组成完成老师设计的第三个小问题，设计一个简明的表格或表解，分类记录周围神经系统和中枢神经系统的组成。

生：展示神经系统的组成。

师：同学们做的都很好。

二、神经元的结构

师：神经系统的组成我们都知道了那么它的结构和功能的基本单位是什么呢？

生：神经细胞。

师：对，神经细胞又叫神经元。请同学们

生：细胞核，细胞体，轴突，树突，轴突末梢，隋鞘。

师：同学们说的非常的准确。

三、神经元的功能

师：现在我们就来看一下神经元有什么功能呢？（示动画），神经元的功能是受到刺激以后能产生兴奋并能传导兴奋。

师：那位同学能说一说神经元是怎样传导兴奋的。

生；神经元接受刺激后能产生兴奋，并把兴奋传递给其他的神经元。

师：请同学们自学实际用的内容，然后请同学们举一些相关的例子。

生：紧张，激动，害怕。

师：我们共同看一下开眼界——神奇的神经细胞，它都有什么特点？

生：（1）长度最长

（2）寿命最长

（3）速度最快

四、小结

五、板书设计（电脑幻灯片）

第二节信息的传递[

一传递信息的神经系统

神经系统的组成 2神经元的结构

6.测试系统的信息传递特性 篇六

一、选择题

1.D 2.B 3.C 4.C 5.A 6.C 7.C 8.C

二、填空题

9.计算机 电话 10. 3×108m/s 1.67×10-8s 6×107Hz 不能 11.340m/s 1.554×10715.54 12.麦克斯韦 赫兹 13.强弱变化的电流 与原振动相同的.声音 14.电磁波 15.因特网

三、简答与实验题

16.当有电话时会产生电磁波，被电视机接收到，电视机被扰;长时间用手机连续通话出现头晕，是因为电磁波对人体的健康有一定的伤害。

17.(1)声音在介质中的传播速度与介质的温度有关

(2)声音在固体中的传播速度最快，在气体中最慢

(3)在温度一定的同种介质中声速与频率无关

18、19.略

四、计算与说明

20.3.41m～2.78m 21. 3.88m 3.58m 22.1.16×106Hz

7.测试系统的信息传递特性 篇七

在高等教育信息化逐步深入的大背景下, 传统教学模式在高等教育层面受到的冲击变得越来越明显。这与高等教育的对象——18-22周岁的成年人——有关, 因为他们从心智上和物质上都更贴近现代信息技术。以网络技术为支撑的现代教学模式使英语的教和学可以在一定程度上不受时间和空间的限制, 使得个性化教学和自主学习向更可行的方向发展。利用网络信息技术, 改善高校的教学环境和学习环境, 培养适应新时代需要的复合型外语人才, 既是教育实践的需要, 也是社会发展的要求。混合学习 (Blended Learning) 就是在这一背景下应运而生的一个新概念。它实际上是传统教学模式在新技术下不断演变而形成的方式和技术的结合体。在混合学习模式下, 授业者的角色和学习者的角色都需要改变。顾曰国教授倡导英语教师要做“自己职业的掘墓人”, 说的就是这个道理。英语教师需要从传统的知识传授者转变为新资源、新技术的使用者和引导者;学习者则须由被动的知识接收者向积极的知识探求者转变。这实际上是当代教育技术下教育思想和教学观念的大提高和大转变。混合学习模式下教师既可通过基于网络的课堂进行教学, 又可以在传统的教室课堂教学中通过网络进行备课、布置作业、答疑、讨论等教学活动;而学生则可以课后进行自主在线学习、在线完成作业、在线小组讨论、在线咨询老师等活动。混合学习模式既可以发挥教师的主导作用, 又可以满足学生个性化发展的需要, 其所具有的优势已经得到教育界的认可, 如美国许多高校的都在采用的blackboard system (黑板系统) 已经发展的相当成熟了。然而, 混合学习模式的成功离不开教师的精心设计和学生的积极主动, 更离不开有效的信息传递通道。

1 混合学习设计研究

混合学习研究的本质是对信息传递通道的研究, 在网络技术大行其道的信息化时代, 可视为对基于网络平台的软件开发。即什么样的教学网络平台更有利于学生接受知识, 进行有效学习。

在创建一个有效学习环境时, 设计者不得不考虑许多要素, 并且其中的一些因素是相互重叠的, 因而混合学习模式对教学设计者或者教师提出了更高的要求。Badurl Khan提出的混合式网络学习模式八边形结构图 (如图1所示) 可以为研发者在设计、开发、传送、管理及评价等方面提供指导。

Khan将教学设计中的主要影响因子概况为八个维度, 分别是:教学 (Pedagogical) 、技术 (Technological) 、界面设计 (Interface Design) 、评估 (Evaluation) 、管理 (Management) 、资源支持 (Resource Support) 、伦理 (Ethical) 和机构 (Institutional) 。

2 基于Khan八边形结构的冰果英语智能作文评阅系统述评

在khan的八边体系中, 机构是基础, 主要涉及到教学设计研发和维护的团体和教学设计应用并评估的组织, 即网络软件的开发维护者和使用评估者, 最理想的状态是两者合二为一, 但现实中前者往往是以赢利为目的的社会个体——公司, 而后者则是教育机构——学校。一款有效学习软件的开发必须建立在两者之间的沟通和合作上。由外语教学与研究出版和浙江大学合作开发的冰果英语智能作文评阅系统通过“建议平台”和“优秀作文题目征集平台”将使用者完美的融入到系统的改进和维护中来, 成功营造出一个开放的、不断进化的教学应用软件。技术主要指需要一个最合适的能够管理各种学习内容传输方式的学习管理系统 (Learning Management System, 简称LMS) 和一个学习内容管理系统 (Learning Contents Management System, 简称LCMS) 。作为网上评阅系统, 冰果利用互联网作为自己的技术支撑, 可靠性和成熟性程度较高。界面设计指对学习过程各组成元素的用户界面的设计和互动方式的选择。这个界面应保证支持所有的组成元素, 可以使用户在不同的学习元素之间相互切换。冰果英语智能作文评阅系统在界面设计中不仅考虑了学习者对学习内容的自由切换, 而且对导航、图表以及帮助设计等都予以重视, 从而使其能完美达成学习者和学习内容的随时互动功能。管理涉及到各相关混合学习活动, 包括注册、认证以及各个不同的混合元素的排列顺序等。资源支持指使学习者可以随时使用管理的资源, 可以是一位经常可以通过e-mail、实时聊天系统接触的指导教师或咨询师, 也可以是学习小组内任何一位成员找到并上传的学习资料。伦理说的是在开发一个混合学习设计时需要考虑到的伦理因素, 如文化的多元、学习者机会的均等还有学习者的国际背景等。

从教学法的角度看, 混合学习模式实际上是任务型教学法在虚拟网络社区里的延伸。虚拟社区提供给学习者个性化发展以极大的自由度但缺失面对面的监管, 因而其评价体系就显得尤为重要了。好的评估体系具有评估课程材料和每个学习者绩效的功能。同时, 合适的评估方式应该适合各种信息传递通道。在这一点上, 冰果英语智能作文评阅体系既有自己的优势, 也有需要继续改进的地方。

首先, 该评阅系统能够做到客观公正, 避免了老师打分时不由自主的主观印象。对比了61篇作文, 老师和系统的得分虽然不一样, 但是系统基本能正确区分学生作文水平。笔者随机挑选了10篇作文, 其中有7篇得分高低与作文水平呈正比, 这对机器阅卷来说已经难能可贵了。其次是可以在窗口界面下推举范文, 对学生的学习动力是一种极大的推动。这比微博或QQ空间被访问和日志被转载的成就感大的多。虽然是大学生了, 学生们还是很喜欢被表扬和被推举为范例的感觉。第三个优点是有写作技巧栏目, 对学生写作有很好的指导, 也可以减轻老师指导的负担。学生可以随时查阅, 非常方便, 栏目内信息量很大。最后是搭配提示特别好, 各种词性的搭配都有, 可以即时让学生对照使用, 如果能提供相应短语例子的汉语意思并且提供简单的例句, 即可省去查字典的麻烦。不过提纲挈领的做法也可以引导学生主动去查字典, 使其能更深入的了解重点单词的用法, 各有千秋。

结合教师的使用感受和学生的反馈信息, 笔者认为该系统还可以在以下方面进一步改进:

——系统对每篇作文的评价和修改着重于单词和语法等微观层面, 对篇章结构和起承转合等方面没有涉及。这也是老师在人工评阅时很少顾及的地方, 大部分精力都用在修改错词错句上了, 工作量大而且枯燥, 很难做到面面俱到。系统可以朝着这个方向进行后续开发。

——系统给出的评语都很好, 多数是溢美之词。对于学生是很好的鼓励和安慰。不过分数差别较大的两篇论文给出的评语却差别不大, 可以说是比较笼统的评价吧。如下面学生A和学生B的作文分属优秀和一般两个层面, 但系统给出的评语却是如出一辙:

学生A:Good job.The language in your writing is generally clear but with some errors.You have a good range of sentence structure and vocabulary.It’s evident that you have covered the points required in your writing and showed strong writing skill.

学生B:A good piece of work.I must say you have the language under good control.You have a wide range of sentence structure and vocabulary.Your essay shows that you are very knowledgeable about the topic.

———对句法问题的评价会出偏差。有学生反映长句即使没有错误, 也会被建议修改。如果是引用的名言名句, 系统会提示有语法错误。如:

【句子太长】John Ciardi said:“happiness is in the pursuit itself, in the meaningful pursuit of what is life-engaging and life-revealing, whichis to say, in the idea of becoming.”I really like this sentence., 是否可以用简单表达方式?或检查是否标点有错误。

而有些句子存在语法问题, 但系统没有识别出来。如:

Nowadays, money plays an cardinal part in our society.

3 结语

在信息时代, 网络教学手段正逐渐成为教学研究的新热点, 混合学习模式的研究也越来越受到大家的关注, 本文在对已有研究成果分析整理的基础上, 对混合学习模式系统的开发做出初步阐释, 提出混合学习模式的本质是对信息传输通道的变革这一论点。然后选取了冰果英语智能作文评阅系统进行了混合学习模式下评价工具的测评, 并提出了自身实践中得来的建议。在网络技术日益发达的今天, 混合学习模式的发展前景十分广阔, 但我们不可能找到一个完美的实践模式, 研究者只能给教学提供一些指导性的方案, 具体的实现还是要和教学活动相结合, 才能达到教学效果的最大化, 才能真正实现混合学习模式的教学目的。

参考文献

[1]何克抗.教学系统设计[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[2]何克抗.建构主义:革新传统教学的理论基础[J].电化教育研究, 1997, 3.

[3]何克抗.信息技术与课程深层次整合理论[M].北京:北京师范大学出版社, 2008.

[4]黎加厚.信息化课程设计:Moodle信息化学习环境的创设[M].上海:华东师范大学出版社, 2007.

[5]李克东, 赵建华.混合学习的原理与应用模式[J].电化教育研究, 2004, 7.

8.“微”时代信息传递的新革命 篇八

微博，这个“微时代”的典型产品，是一个十分具有代表性和影响力的新生事物。未来有四个方面的颠覆技术将会对我们的环境起到重要影响，包括物质加工、物质传递、信息加工和信息传递，信息传递就是其中关键的一方面。时至今日，用户每日所发微博量超过一亿条。微博走红之后，各种“微”字当头的新鲜事物不断涌现。微小说是微博衍生的一种典型应用，以微博形式发表的微小说不仅具有短小精悍、语言简洁、结局出人意料等特点，还具有随时与读者进行互动的特征，作者能够非常轻易地从读者留言中及时得到反馈，用不超过140字的小故事，令读者回味无穷。文学创作与微博这个强大网络社交平台所实现的完美融合，使个人灵感、创意有了更广泛的分享途径和碰撞机会。

除了微小说之外，微电影无疑是“微时代”的另一亮点。微电影之“微”在于：微时长、微周期、微投资，以其短小、精练、灵活的形式风靡于互联网。微电影突破了传统电影“高高在上”的姿态，把注意力更多地放在小人物、小细节或是虚构情节等方面。不需要专业的设备和演员，仅是紧凑的情节及贴近生活的镜头，就足以使其风靡。更加直接的证据就是越来越多的广告，也已经向着微电影的模式发展，例如“益达”酸甜苦辣的广告以及“三得利”啤酒广告等。同时，伴随着互联网成长起来的微公益，也逐渐受到大众关注。更有随想随走的微旅游，用时尚配饰装点的微时尚等各种“微”产物。

“微”字大行其道

众多“微”字产物共同组成了“微时代”这个整体，它们从各个方面反映出“微时代”的共同特征。

拥有广阔受众群体。以微博为例，根据DCCI互联网数据中心发布的《2012中国微博蓝皮书》称，微博用户总量约为3.27亿，其中19岁以上用户占88%以上。在微博这个平台中，不论你是律师、公务员，抑或是老师、学生，都能寻找到自己的定位，释放自己的“微”能量。正如在日常生活中，你总能发现男男女女们使用手机刷新微博，用短短一百多字的语言描述着自己的生活。

信息传递更加迅速。“若想知道中国正在发生什么，请上微博”，这并不是宣传口号，它陈述的是一个现状。与传统传播方式（如电视、广播、报纸等）相比，微传播与传统传播在很多方面都形成了鲜明对比。微传播改变了大众传播的传播方式，从原来的定点、定时收看的传统模式，转变为随时随地都可以接受到第一手资讯，民众只需拥有一个信息发布终端，便可随时随地将自己的所见所闻用文字、图片、视频等发布出去。这个终端可以是PC、手机或者是iPad等新型移动化界面，这使得 “随时随地分享新鲜事儿”得以更好地实现。而且相较于传统传播方式而言，微传播往往能先人一步，将人们最关心的精华直接呈现在“微”民眼前。例如在2013年4月雅安发生地震的第二天，新浪微博就开通了微博寻人专栏，为远方的亲人寻找在地震中失踪的亲友；又如近年多次发生的食品安全问题，也都是爆料人首先从微博这个平台进行披露的。

信息影响力更强。《新周刊》曾撰文形容微博的影响力，“如果你微博的粉丝超过一百，你就好像是本内刊；超过一千，你就是个布告栏；超过一万，你就好像是本杂志；超过十万，你就是一份都市报；超过一百万，你就是一份全国性报纸；超过一千万，你就是电视台，超过一亿，你就是央视了。”这种裂变式的信息扩散能产生惊人的传播效能。无数小人物以微形态和微行动参与到传播中来，他们发出的“微能量”，最终凝聚成不可小觑的力量。郭美美的微博炫富再一次将中国慈善机构的公信力推到了旋涡中心；网曝山东潍坊许多化工厂、造纸厂、酒精厂将污水通过高压水井压至1000多米以下的水层，引发关于地下水污染的全国性关注与反思；长春偷车贼掐死随车婴儿，触发了关于道德的一场大争论……微传播成为一场全民参与的传播，快、易、广的特征使其影响力越来越大。一些出名博主的粉丝都以千万计，在此基数上即使只有极少数粉丝转发，其强大影响力也自不待言。

信息题材变得更加广泛，角度也更加多样。不仅囊括了传统电视、报纸、官方微博等对当下政治、经济、文化、社会、民生等方面问题的客观分析、解读以及评价，同时也包含了以个人、家庭的感性角度去认识、分析身边发生的事情。人们可以畅快地抒发自己的情感，大到对国家政治、经济方针的见解和建议，小到对家庭、生活、友情、爱情等鸡毛蒜皮小事的“吐槽”，都可以和朋友家人及粉丝们共享，题材范围之广可谓无所不包、无所不涉。这种自由、灵活、多变的选材模式，也使得“微模式”越来越受到人们的普遍认同。

人们的交互模式更加多元化。无论是早已成熟的微博，还是现阶段受到热议的微信，抑或是微电影等，他们的一大特色就是能与来自五湖四海的“微”友进行交流，而连接彼此的纽带或许是你的一个微博状态，一篇微小说，一个电影小作品，甚至仅仅是“摇一摇”你的手机。

微动力拓展广天地

伴随着正式进入“微时代”，人们的生活正发生着巨大改变。大多数人的生活由微博、微信开始，又以微博、微信结束。清晨一睁眼就拿手机打开微博，查看私信，发布状态，回复留言；上班的路上，看微小说或微电影；上班中和同事、朋友用微信交流；晚上浏览政府的官方微博，进行评论或转发。而在一天的工作后，能够拾起一本厚重书籍、细细品味其中细节的人越来越少，不少人转而浏览寥寥数语但情节、人物塑造亦很出彩的微小说。与微小说同样受到欢迎的是十多分钟、情节发展紧凑的微电影，快餐式的“微生活”正在潜移默化地影响城市中的每一个人。

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有人曾经统计，一种传播媒体受众普及到5000万人，广播用了38年，电视用了13年，互联网用了4年，而微博只用了仅仅14个月。这样的速度，多少让人措手不及。是什么让它能这么迅速地融入到我们的生活中，并产生如此巨大的影响呢？

首先在技术层面上不得不提到的就是科技进步。电子产品功能不断多样化，为进入“微时代”提供了最基本的技术保障。当手机首次进入寻常人家时，何曾想到20年后的今天，手机功能早已发生翻天覆地的变化：从最初单纯的电话功能，到如今集电话、上网、摄像、拍照、电子商务于一体的移动电子设备。电脑也从原先的庞然大物，发展到了家用PC电脑，以及现在的笔记本电脑、平板电脑，更加轻便的设计正好迎合了多元化需求。而不论是微博、微电影，或是微信、微时尚、微公益，承载这些的主体就是手机与电脑。正是这些改变，为“微”产物的诞生，提供了强而有力的技术支持，并且伴随着无线网络技术的愈渐成熟，从最先的1G网络技术，到现如今的3G网络全覆盖、4G网络初试，都为“微时代”添砖加瓦。

此外，在生活节奏不断加快的今天，信息的重要性已经越来越为人们所深知，人们已经从以往被动地获得信息，转变为主动获取信息，甚至是发布信息。信息的快速传播、简单获取，正好符合当今的快节奏生活。正是由于“微”产品贴近生活的特性，使得人们能够有选择地截取所需信息。如今在人们的观念中，更希望寻找到能够体现个体价值的地方，由于拥有了低成本的“微”平台，社会中的每个“微”个体都无需被他人领导着前进，可以自我发声、自我管理、自我站立。在“微”信息时代下，芙蓉姐姐可以和章子怡共舞，“三轮哥”能与郎咸平讨论世界经济，草根也能如精英一样展示自己微弱但不容忽视的力量……

“微时代”象征着个体时代的来临，社会由个体组成，个体是历史中最真实的存在。要想每个人都能拥有属于自己的平台，那么以微博、微信、微访谈、微电影为载体的微生活，恰好可以成全无数个体。它们因为小而可以为大多数人所拥有，因为小而不会挤压其他个体的生存空间，因为小而随时能够开花结果。有了属于自己的平台，每个人都会从旁观者成长为参与者，或许草根的声音不如名家那么响亮，但他们也可以出场、亮相、发言，将自己的身影投射到历史的帷幕之上。

最后，巨大的潜在商业价值也是“微”产物受欢迎的原因。“微时代”到来之前，优质的媒体资源基本上被电视台、广播台、报纸、杂志、门户网站等牢牢垄断，企业重大营销活动基本上只能借助上述媒介平台进行推广。然而，拥有天然媒介禀性的微博一出现，便已显示了对传统媒介所形成的巨大冲击。微博以其现场播报、“文字+图片+视频+音频”的方式，使得资讯传达更为及时、迅速、全方位，俨然成了众多网民获取资讯的第一阵地。

一旦企业发布的微博资讯非常有“价值”，很可能被众多粉丝自动自发转播，就如同核裂变式地扩散、蔓延，由于覆盖面广，容易将资讯传递到企业潜在的客户群。在企业微博中，每一个粉丝都可成为一个小小的广播电台，将企业发布的广告与信息不断传递。传统模式下，老客户帮忙拉拢新客户，尽管还给予一定的激励措施，实际操作起来却不太容易；而微博的一个简单转发，就可能实现，微博这种裂变式的强大传播特性，传统媒介确实难以企及。

“微时代”中的信息传递主体虽然显得微小、微弱，但集合起来就形成一股不可阻挡的舆论力量。在不久的未来，各种新型的“微”产物将会涉及社会的每个角落，“微”信息传递的新革命不仅影响着每个人的生活，甚至会像“蝴蝶效应”一般影响整个世界。

9.测试系统的信息传递特性 篇九

基础过关

1．下列不属于生态系统的行为信息的是（）A．雄孔雀在雌孔雀面前的频频开屏 B．工蜂中侦察蜂所跳的“圆圈舞” C．某些鸟类的求偶炫耀 D．看家狗在外出时的频频撒尿

2．利用电子仪器产生与蜜蜂跳舞相同频率的声音。当蜜蜂感受到这一信息后，就会飞

到花园采蜜，这是利用什么信息提高作物产量（）A．物理信息

C．生物信息

B．化学信息 D．行为信息

3．具有警戒色的生物会向其他的生物发出不能捕食的信息，警戒色从信息传递的类型

分析属于（）A．物理信息

C．生物信息

4．在生态系统中，信息传递发生在（）A．种群和种群之间 B．种群内部个体和个体之间 C．生物和环境之间 D．以上三项都有

5．研究人员最近人工合成了雌蟑螂吸引雄蟑螂时分泌的性外激素。研究人员把这种人

工合成的性外激素浸入纸中，放在距雄蟑螂55 cm的位置，在1 min内有60%的雄蟑螂 被这种激素所吸引。以上材料不能说明（）A．人工合成的蟑螂的性外激素具有挥发性 B．蟑螂的性外激素是一种信息素

C．信息能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 D．信息传递能在种群的繁衍过程中起作用

6．下列信息的传递中，与其他3种不属于同一类型的是（）A．小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食 B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象 C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊

B．化学信息 D．行为信息 D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别

7．如下图所示为物种A与物种B的关系，则物种A与物种B之间的信息传递方向是

()

A．信息只能由A传递给B B．信息只能由B传递给A C．A与B之间可以相互传递信息 D．A与B之间不能相互传递信息

8．下列做法不属于生态系统中信息传递在农业生产中应用的是（）A．捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类 B．利用昆虫信息素诱捕有害昆虫 C．利用秋水仙素诱导多倍体 D．播放集群信号录音招引鸟类 能力提升

9．蟑螂喜好在夜间出来活动。科学家把蟑螂放在实验室里，人为地将实验室的白天和

黑夜颠倒，大约经过一个星期，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明（）A．蟑螂能感受物理信息的改变 B．信息传递是生态系统的重要功能之一 C．行为信息可以影响蟑螂的行为 D．蟑螂可以感受一切信息刺激

10．下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是（）A．生命活动的正常进行离不开信息传递

B．在多细胞生物体内的细胞与细胞、个体与个体、种群与种群之间传递 C．能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定 D．利用人工合成的性引诱剂诱捕害虫也属于信息传递 11．下列说法不正确的是（）A．生态系统的信息传递是生态系统的功能之一

B．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍都离不开信息的作用 C．把信息传递应用在农业生产中可以提高农产品或畜产品的产量

D．有些金丝桃，能分泌一种引起光敏性和刺激皮肤的化合物——海棠素，使误食的动 物变盲或致死，从而使多数动物避开这种植物，这不属于生态系统的信息传递 12．下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是（）A．生态系统的物理信息都来源于环境 B．植物都通过化学物质传递信息

C．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递 D．信息可以调节生物的种间关系

13.下图是有关生态系统的概念图，其中①②③④分别是()

A．生态系统的结构 生态系统的种类 食物链和食物网 信息传递

B．生态系统的种类 生态系统的成分 生态系统的稳定性 物质循环和能量流动规律 C．生态系统的结构 生态系统的成分 食物链和食物网 信息传递

D．生态系统的成分 生态系统的结构 食物链和食物网 物质循环和能量流动规律 14．招潮蟹是生活在海边的一种甲壳动物，每到繁殖季节，雄蟹就会挥动红色的大螯吸

引雌蟹，不同的招潮蟹挥螯的方式不同，如下图甲、乙两种招潮蟹。请据图回答下列问 题：

(1)上述招潮蟹的挥螯行为属于生态系统信息传递中的________信息。(2)这种求偶行为的产生与体内分泌的____________有直接关系。(3)上述实例表明，生物种群的________离不开信息的传递。

(4)在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息；森林中，狼 能够依据兔留下的气味去猎捕兔，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。上 述描述中涉及的信息有________，同时可以知道，信息传递能够调节生物的__________ 关系，以维持生态系统的________。

15．当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出一种挥发性的化学物质。这种

化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产 卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)，如图所示。

试回答：

(1)烟草释放的这种化学物质属于 __________信息，这体现了信息在生态系统中的作用 是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(2)利用烟草的这种特性，我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中，对有害动物 进行控制。这种方法属于________防治，其优点是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(3)甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是

________________________________________________________________________。(4)甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是

________________________________________________________________________。个性拓展

16．请根据提供的材料用具探究蚂蚁之间的信息传递。

材料用具：少量的白糖或动物油、放大镜、挖掘器、笔、记录本、樟脑球。方法步骤：(1)观察觅食过程

①选择观察地点：选择一个蚂蚁活动______的蚁穴，将少量______放在离洞口20 cm的 地方。

②观察：用__________仔细观察，特别注意______________________________的行为，再观察与其他蚂蚁的接触行为，并将整个过程记录下来。(2)观察樟脑的影响

用樟脑球在蚂蚁爬过的地方轻划几下，观察____(前或后)面蚂蚁的行为变化，并记录。(3)观察蚁穴内部情况

经过一段时间后，用__________小心挖开蚁穴观察蚂蚁将__________________，同时观 察内部蚂蚁的种类，并记录。(4)结论：

________________________________________________________________________。

答案

1．D 2.A 3.A 4.D 5.C 6.C 7.C 8.C 9.A 10.B 11．D 12.D 13.C 14．(1)行为(2)性激素(3)繁衍(4)物理信息、化学信息、行为信息 种间 稳定性 15．(1)化学 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定

(2)生物 不污染环境(3)捕食(4)竞争

16．(1)①较活跃 白糖或动物油 ②放大镜 首先发现白糖或动物油的蚂蚁(3)挖掘器 食物运送到哪里(4)蚂蚁之间存在多种信息传递方式