第一篇:《通用技術-技術與設計2》問題及部分習題參考答案
技術與設計2——教材問題及部分習題參考答案
第一單元
結構與設計
第一節
常見結構的認識
1.本節重要概念:結構、構件、實體結構、框架結構、殼體結構。
2.教材第2頁中的幾幅圖生動、形象地說明結構廣泛存在于自然界中。
3.教材第3頁“案例分析”中的三個實例,均說明自然界動物、植物中存在的各種各樣的結構可以用來為人類服務,人類可以從中獲取感悟而解決某些技術問題,實現一些發明創造。
4.教材第3頁“馬上行動”
受自然界事物結構的啟發而產生的產品有船槳(魚鰭)、人工冷光(螢火蟲)、風箏(鷹)、鋸(蝗螂臂或鋸齒草)、車輪(隨風旋轉的飛蓬草)、潛水艇(海豚)、聲吶(蝙蝠)、潛水用的腳蹼(鴨子)、潛水艇的流線型設計(魚類)等。本欄目的設置目的是讓學生內化“自然界結構對技術領域的啟發”,要養成對日常生活細心觀察的意識和創新意識,知道解決技術問題不僅需要正確的方法,更要有持久的恒心和毅力。
5.無論是自然界的結構現象的舉例,還是技術領域中的結構現象的舉例,教材都注重了知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的統一。
6.教材第4頁“閱讀”
1907年的魁北克大橋坍塌,被列為20世紀十大技術失誤之一。
這里用反面例子來說明合理結構的重要性,給人以心靈的震撼,引起人們對結構的重視。
“閱讀”為選學內容。7.教材第4頁“馬上行動”
自然界:地球的結構、金剛石的結構、樹的結構?? 技術領域:汽車的結構、自行車的結構,2008年北京奧運會主體育場“鳥巢”的結構??
社會領域:教育管理系統的結構、家庭的結構、企業的管理結構??
8.從力學角度理解結構是一個難點,建議教師查閱有關結構力學和理論力學書籍,研究結構構件的受力以及基本受力形式。應注意結構概念不能只局限于建筑結構的理解上。
9.教材第5頁的插圖,形象地說明了構件的受力形式。
10.教材第5頁“馬上行動”
11.教材第6頁“案例分析”
這里側重分析簡易橋梁橋面的靜態受力。
12.教材第6頁“馬上行動”
吊蘭的支撐架承受吊蘭的拉力;橋墩承受來自橋面、橋上負載的壓力,兩端被托住的梁受到支撐力等。
13.教材第7頁“探究”
圖中,石磨的推桿中間用繩子吊起來,一是保持人在推磨時推桿始終在平行于地面的平面上運動,改變了人推磨時的用力方向,只需前推與后拉,使推磨更輕松;二是防止推桿彎曲變形,可以承載一些推桿的重力。
14.教材第7頁“小試驗”
試驗3:紙張彎曲跨度小,抗壓能力大。建造拱橋時,需要考慮拱橋的跨度和彎曲程度,跨度越小抗壓能力越大,但是橋面的傾斜度也越大,不利于通行。由于材料本身的強度不同,瓦楞狀紙的抗壓能力更大。
本試驗比較直觀地讓人感受不同形狀的紙張能承受不同大小的力,但不屬于嚴格意義上的而比較試驗。因為三種紙板跨度不同,形狀也不同,在這種情況下是不能進行比較的,而比較試驗的一個前提是“改變一個變量,其他條件不變”,這樣才能得出“變量”是否在起作用的結論,而且在紙板變形的過程中,它的內力也在變化(有預應力的產生),這也是一種條件的改變。
15.教材第7頁“3結構的類型”
《中國大百科全書》(中國大百科全書出版社,2002年4月第1版)認為:“從幾何角度進行分類,結構可分為桿和薄壁桿結構、板殼結構、實體結構等三類。”本書中的框架結構即指這里的“桿系結構”,基于框架結構的提法比較通俗易懂,因此采用此說法。本書中的殼體結構同板殼結構。
要求學生能指出這三種結構的不同應用場合,能對生活中常見的簡單結構的實例進行歸類。
16.教材第9頁“小試驗”
本試驗是對殼體結構能承受較大壓力的有力證明。當石板的重力通過木板、瓶蓋傳遞到雞蛋上時,被均勻地分散到了蛋殼的表面上,這正是殼體結構能承受更大的壓力的原因。
教師也可以根據本試驗的原理,引導學生設計類似的其他試驗,得出相同的結論。
17.教材第9頁“思考”
殼體結構具有十分良好的承載性能,能以很小的厚度承受相當大的荷載。外力作用于殼體結構時,外力分布在整個表面,并利用殼體結構幾何形狀(曲面)的合理性,以材料直接受壓來代替彎曲內力,大大減小了彎矩,從而充分發揮材料的潛力。當石板的重力通過木板、瓶蓋傳遞到雞蛋上時,被均勻地分散到了蛋殼的表面上,所以雞蛋可以承受較大的壓力。烏龜的外殼屬于殼體結構,它能承受較大的壓力,保護身體不受損害。
18.教材第9頁“案例分析”
生活中,許多物體的結構是很復雜的。為了分析問題的方便,往往忽略一些不重要的細節,抓住主要因素,分析其基本的受力情況。本案例中提到的建筑物結構、自行車結構都是如此。教師還可以列舉其他物體的結構對此加以說明。
19.教材第10頁“馬上行動”
柵欄——框架結構;圓形陶瓷裝飾品——殼體結構;冰山——實體結構;高層建筑的彎 頂——殼體結構;鋼化玻璃鍋蓋——殼體結構;竹排——框架結構;汽車外殼——殼體結構;人的頭蓋骨——殼體結構;古羅馬斗獸場——組合結構。
20.教材第10頁“練習”
第1題 實體結構:磚石、泥墻、大壩、橋墩等。框架結構;A字梯、鳥巢、輸電塔等。殼體結構:安全帽、氣罐、油罐等。多結構組合:自行車、木椅子、水箱浮子等。
第2題 本題是動手做的題目,既可以在學完本部分內容后做,也可以放在教學的過程中,讓學生結合自己所做的模型學習和分析三種結構的受力特點。結構的受力特點只能籠統地表達,因為如框架結構由于連接方式不同可能受力也會不同。
第3題 當出現交通意外時,摩托車手頭盔的某一部位受到一個大的撞擊力,由于頭盔是殼體結構,在受撞擊時外力沿殼體分布出去,使得所受力迅速分布到頭盔表面,形成整個頭盔表面均勻受力。這是對外力的第一次減弱,起到了保護摩托車手安全的作用。
頭盔內部還有一柔性減震結構,它可以減弱頭盔殼體上的力向人腦殼的傳遞,這樣就起了保護摩托車手安全的作用。
汽車的安全氣囊是現代汽車上的高技術裝置。當汽車前端發生強烈的碰撞時,安全氣囊就會瞬間從汽車方向盤內彈出來,墊在方向盤與駕駛人之間,防止駕駛人的頭部和胸部撞擊到方向盤或儀表板等硬物上。除了駕駛人前的方向盤有安全氣囊外,有些汽車的前排也安裝了乘客用的安全氣囊,另外有些汽車還在座位側面靠門一側安裝了側面安全氣囊。
第二節
穩固結構的探析
1.本節重要概念:穩定性、強度。2.教材第11頁“馬上行動”
3.教材第12頁“案例分析”
結構的底座越大,結構越穩定。但是在我國四川廣漢三星堆出土的器具有許多都是尖底的。怎么擺放才能穩定呢?一種解釋是,當時那里的土地比較松軟,器具可以直接插到土里,這樣雖然器具是尖底的,但它與土所形成的支撐面還是比較大的。
這種看似不合理的結構,實際上恰恰反映了我國古代勞動人民的聰明智慧。
4.家中的電冰箱,4只支撐腳中有一只是可調節高低的,與照相機的支撐架是同樣道理。
5.教材第12頁“馬上行動”
A字形梯載人時能穩定的原因,主要可從梯子的形狀、梯子的重心兩方面分析。A字形梯的兩邊支腳分別與地面形成較大的支撐面,中間由橫梁固定,當人站上梯子時,人和梯子重心的垂線落在四個支撐腳形成的底面范圍內。因為支撐面大,人稍有傾斜,重心的垂線仍在支撐面內,所以結構是穩定的。如果沒有梯子中間的橫梁,梯子的支撐腳與地面的位置不能固定,梯子的支撐腳與地面的摩擦力不夠大時,由于兩梯腳是用鉸鏈連接的,當人站上梯子時,兩梯腳會向外滑動,A字形結構被破壞,失去平衡,梯上的人會跌落下來。
6.教材第13頁“案例分析”應注意,自行車的支撐架與地面的夾角不能過小,否則自行車的自身重力集中在支撐架上,同樣容易失去平衡。
7.教材第13頁“馬上行動”電動自行車或摩托車的支撐點與地面仍然構成三角形,一般情況下,后輪著地,前輪不受力,重心落在兩支撐點與后輪與地面的接觸點構成的三角形中,此時結構仍是穩定的。
8.教材第14頁“探究1”意在說明運動狀態中與靜止狀態中自行車的穩定條件不同。一 個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時,是不會改變的。我們騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒,因為車軸有一股保持水平的力量。另外,人在反復練習后,掌握了隨時平衡車體平穩的能力也是一個比較重要的原因。
運動的自行車可保持平衡,其原因是比較復雜的,不能單純地用靜力學的知識來解釋,它跟轉動中的角動量有關,學生的知識儲備不夠,所以不需要從理論上向學生解釋。教師可通過旋轉的陀螺、雞蛋能直立來演示被廣泛使用的“陀螺現象”,并說明在運動結構中,如運動的自行車不倒的原因如同“陀螺現象”。
9.教材第14頁“思考”材料也是影響結構穩定性的因素。例如,汽車的車體采用殼體結構和薄鋼板材制造,是因為殼體結構表面能分散所受的力,薄鋼板材使車體質量較小。
現在的中、低檔轎車基本上是一體式、承載式車體,車體有橫梁。車體是框架和殼體結構的結合。殼體結構表面能分散所受的力,在同樣的安全性下,與單純的框架結構相比,可以使用更薄的鋼板材,使車體質量較小,重心下移。
10.教材第14頁“探究2”以左圖中的茶幾為例,茶幾面可以轉動,轉動位置不合適時它的重心會偏向一側,如果在茶幾面的另一側放置較重的物體,就可能使茶幾失去平衡,所以使用時要保證茶幾面中心與茶幾腳中心處在同一垂直線上。右圖中的茶幾,一側安裝了一組抽屜,如果在抽屜內放置過重的物品會造成重心偏向一側,就可能使茶幾失去平衡,所以抽屜內不能放置過重的物品。
左圖中的茶幾是設計師艾林·格雷于1925年設計的。最初,它被設計為床頭柜,圈形支架可以伸進床底下,以方便使用,同時高度也可以調整。
右圖中的茶幾是設計師卡羅爾·莫里諾于1949年設計的,這是他最富有想象力的生態造型的設計之一。它象征著一種原始生物,其流暢的波狀起伏線和不對稱的空洞可以全方位地引起人們的注意力。
11.教材第14頁“馬上行動”偏心輪等質量不均勻的旋轉件,在高速運轉時不穩定,引起很大的跳動。人們利用這個原理制作振動器。
12.教材第15頁“小試驗”的“試驗一”中,只有把鐵環增加在某一側,使重心不落在支撐面內,才可能傾倒。本試驗也可以使用其他物品替代不倒翁,只要能比較明顯地看出重心改變穩定性也隨之改變的關系就可以。
“試驗二”中,隨著屏風旋轉角度的增大,屏風穩定性由差轉好,再由好轉差。
13.教材第17頁“馬上行動”本表由學生依據生活經驗填寫。竹竿比脆性塑料桿能掛更 多的重物而不會斷裂,是因為不同材料、不同結構的抗拉性能不同。中間有焊接縫的鋼管受到撞擊時容易損壞,因為連接點容易斷裂。
14.教材第18頁結構的形狀對強度的影響有兩點,一是結構的外部形狀,二是結構的構 件截面形狀。對這兩點需要分別考慮,注意不要把它們混為一談。結構的外形相同,構件的截面不一樣,其強度不一樣,如上面提到的A字形梯的構件。
15.教材第18頁“小試驗”
試驗中應注意:(1)不同截面的紙筒懸掛的重物的位置應一致,也就是懸臂的長度應相同,這樣才有可比性。(2)在粘貼紙筒時,要盡可能使它們的截面周長相同,不要卷折成若干層。如果用截面為凹槽形狀的桿件做懸臂,從下圖可以看出,凹槽的朝向不同,所能承受的拉力也是不同的。這一結論最好由學生自己得出。
由于紙筒的一端很難用重物壓住,分量輕壓不住,如果分量重,則重物壓紙筒處產生變形,產生應力集中,試驗也將失敗,所以這個試驗建議用兩端架在兩個凳子之間的紙筒來做。槽鋼的試驗也是這個道理。
對于試驗中出現的與理論不符的情況,教師應指導學生學會分析原因,找出影響試驗結果的因素。
16.教材第19頁“馬上行動”
(1)用膠水加固連接部位,在不影響功能的前提下,對角線方向增加木條,如下圖所示。
(2)依次是:剛連接、鉸連接、剛連接。
(3)第一種是榫接,強度較大,結構最穩定。第二種是用釘子連接,當上端受壓力時,連接處(釘子)要承受剪切力,容易造成連接處斷裂,所以強度最小。第三種也是用釘子連接,但當上端受壓力時,連接處所承受的是壓力,同時因為沒有榫接打孔影響結構,所以強度最大。
17.教材第20頁“探究”
(1)一是增加瓶子的強度,受力不容易變形;二是增大手與瓶子之間的摩擦阻力,容易握住。
(2)本題可由學生自行觀察后得出結論。
(3)分體式空調器的室外機由于自身的重力比較大,在戶外的固定一般采用鐵架支撐的方式。若采用壁掛方式,打人墻體的膨脹螺釘的強度和墻體的強度都不足以承受室外機的重力,最后將出現斷裂以至于脫落。
18.教材第21頁“3結構與功能”引導學生進行結構與功能的討論是有意義的。在學習了結構本身的內容后,回到人對結構的需求層面討論其功能,為下一節的結構設計學習作進一步的鋪墊。
19.教材第21頁“案例分析1”本案例所選兩個實例的精當之處在于巧妙地利用了結構 本身的特點或只稍作改進,就實現了功能的擴展。
可以引導學生收集此類生活中常見的物品,并思考能夠擴展其功能的核心改進是什么。例如,在家具市場可以看到各種可展開作床用的沙發,它們的結構設計有何特色?
通過這些實物的分析,引導學生思考并總結結構與功能之間的關系。21.教材第23頁“探究”
(1)本題從如何在冰上行走不打滑方面思考。如圖所示為哈爾濱的公園里的冰上自行車,其特點是在前轉向軸的一端處裝有一只前冰刀,在后軸的兩端對稱地剛性連接兩個傾斜的盤狀冰刀,從而形成一種三點支撐的、可在冰面上前進、倒退、前后滑行及剎車的冰上自行車。
由于地區差異,有些地區的學生對冰不一定很熟悉,因此教師也可根據當地情況,讓學生探究“水上自行車”、“水陸兩棲自行車”或“無鏈條自行車”等如何實現。
(2)本題從上坡如何省力方面思考。可觀察市場上山地車的鏈輪的傳動方式。教師要引導學生去思考,去探究,而不是直接給答案。
22.教材第23頁“練習”
第1題當籃球架的重心落在支撐面積之外時,籃球架會發生傾倒。
如圖中的籃球架,假設AC=CB,由于球架籃板的重力,使得整個架子的重心落在CB以外,則籃球架是不穩定的。為了使籃球架穩定,一般都采取在地面BC處加重物或固定的措施。
第2題 屏風的結構一般是框架結構,多采用木、紙、布、塑料等材料。
第3題 在制作壁掛式書架時,一是要考慮用什么方式把書架固定在墻上,以滿足一定的強度要求;二是采用的材料自身重力(第1題)不能太大,同時應能承受一定數量書的重力。
第4題本題應放開讓學生自己分析。
第三節
簡單結構的設計
1.本節重要概念:結構設計。
2.結構設計的目標一般都得到設計者的重視,而設計的規劃和要求卻往往被忽視,這是造成很多設計事故的原因。
3.無論做哪一類結構設計,都需要首先了解國家、行業對此有哪些規劃和要求。這是設計者在進行結構設計時必須重視的問題。
4.教材第25頁“馬上行動”
生活中:《住宅建筑設計規范》、《民用建筑隔聲設計規范》、《住宅居室容積衛生標準》、《中小學校建筑設計規范》、《室外給水設計規范》、《室外排水設計規范》等。
工農業生產中:《建筑設計防火規范》、《鋼結構設計規范萬、《磚石結構設計規范》、《木結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》等。
5.教材第25頁“結構設計應考慮的主要因素”可結合生活中的結構事例,如住宅窗戶防盜網的設計、秋千等游樂設施的設計、家庭院外柵欄的設計等,不同的設計所要重點考慮的因素是什么。
6.教材第26頁“馬上行動”可提示一種方案,廣告牌采用類似百葉窗形式或打許多小孔,使得風能順利通過,當然還要考慮到是否影響廣告效果、整體視覺效果等。
7.教材第26頁“討論”在結構設計中還有一些需要考慮的因素,如材料、民俗文化、地域特點等,還可以引導學生思考是否還有其他需要考慮的因素。
8.教材第26頁“案例分析”教師可提供一些相片架實物或圖片給學生欣賞和分析,也可讓學生自帶相片架,分析實際生活中的相片架結構的特點。
9.在實際生活中,人們選擇相片架時不僅考慮造型、材料、穩定性等因素,還考慮相片架的顏色、造型與房間的整體是否協調,相片架的擺放方式與房間的空間關系等。例如,房間內的桌子比較小,而房間的墻上有大面積的空白,此時就可能會選擇懸掛式的相片架,而不會選擇用支架式的相片架。
10.教師在教學時,應引導學生用人文的眼光看待設計,設計是為了滿足人們的需要的,設計是與實際生活情景相聯系的。
11.在制作相片架的過程中,教師應對學生進行恰當的指導,并提醒學生注意安全。
12.教材第29頁“馬上行動”可指導學生運用《技術與設計1》中掌握的技能對方案進行評價、優化和總結,根據發現的問題,從解決問題的角度去構思新的方案,列出要點。
13.教材第29頁“探究”可以讓學生上網找到木板夾心墻的圖片,再通過圖片分析其結 構,運用學過的知識研究其抗震的原因。
14.教材第29頁“練習”
練習中的3道題不一定都做,學生可以根據自己的興趣和愛好選做一道或兩道。可以采取以小組為單位的形式進行分工合作,引導學生打開思路,形成多種設計方案,在多方案中進行選擇。
第四節 經典結構的欣賞
1.教材只從技術角度和文化角度進行了評價元素的列舉,想出更多的評價角度和評價元素。
2.教材第31頁“思考”
“敞肩拱”可以加速排洪,減輕橋身自重,節省石料。“敞肩拱”是功能與結構形式的完美結合,也是富有創造性的表現。
同在趙縣的永通橋也是一座單孔敞肩弧形坦拱石橋,全長32 m,寬6.3m,主拱也采取縱向并列砌筑法,由21道縱向并列的拱券石砌成,跨度26 m,拱矢約5.2 m,橋面跨度很小,近于水平,極其便于車輛通行。在橋的拱肩上大拱上同樣伏設四個小拱,小拱與大拱幅度之比大于安濟橋,這是匠師因地制宜的創造性運用。
3.可以參觀附近的古代建筑,近距離地觀察飛檐、斗拱等構件的精巧設計,品味其歷史文化內涵。
4.斗拱也是中國木構架建筑特有的結構構件,由方形的斗、升和矩形的拱、斜的昂組成。在結構上挑出承重,并將屋頂的大面積荷載經斗拱傳遞到柱上。它有一定的裝飾作用,又是屋頂和屋身上的過渡。此外,它還是封建社會中森嚴的等級制度的象征和重要的建筑尺度衡量標準。
5.斗拱一般使用在高級的官式建筑中,稱為大式建筑。大體可分為外檐斗拱和內檐斗拱,外檐斗拱中“斗”是最下面的構件,斗口的大小決定著整個建筑的尺寸;“拱”指“斗”上的短橫木;“昂”是斗拱中斜置的構件,室外為下昂,室內為上昂。
因為斗拱的重要性,歷代建筑對它十分重視,使它成為判斷建筑時代的重要標志之一。
6.教材第32頁“探究”
中國古建筑以木材、磚瓦為主要建筑材料,以木構架結構為主要結構方式,此結構方式由立柱、橫梁、順檁等主要構件建造而成,各個構件之間的連接點以榫卯相吻合,構成富有彈性的框架。
木構架結構有很多優點。首先,承重與圍護結構分工明確,屋頂重力由木構架來承擔,外墻起遮擋陽光、隔熱防寒的作用,內墻起分割室內空間的作用。由于墻壁不承重,這種結構賦予建筑物以極大的靈活性。其次,有利于防震、抗震。木構架結構很類似今天的框架結構,由于木材具有的特性,且構架的結構所用斗拱和榫卯又都有若干伸縮余地,因此在一定限度內可減少由地震對這種構架所引起的危害。“墻倒屋不塌”形象地表達了這種結構的特點。
7.阿納·雅格布森被認為是20世紀丹麥最有成就的建筑師、室內設計師、家具設計師和手工藝品設計師,也是僅有的幾個將自己的名字鐫刻在建筑與設計這兩個領域歷史里的設計師。他的作品不僅是博物館中的經典藏品,還有一些更成為丹麥人日常生活中不可缺少的一部分,如一只杯子或者一盞壁燈。他的作品具有適合的尺度、細節和意念。他還為自己的大部分建筑作品設計家具和配件。對作品,他注重細節和材料的選用,傳統與實用的結合。
8.教材第33頁“練習”可通過查閱資料,選做一道。
例如 蓋里椅-評價
功 能:在使用功能上,蓋里椅具有其他椅子相同的功效,唯一的缺點是沒有扶手,而且椅子面過于平直,坐久了人會覺得不舒服。
結構設計:蓋里椅結構上簡潔大方,線條明快,有流動感。占地面積小,卻十分平穩。但椅子的旋轉性差,不能隨意轉動使得它靈活性也差。
制造技術:蓋里椅要達到整體統一的完美線條和彎曲效果,還要考慮到重心的位置高低和椅子承受能力的大小,對制造來說,是一次挑戰。
審 美:蓋里椅的結構傳達出一種盤旋上升、奮發向上的精神,具有雕塑般的美感和強烈的時代氣息,形成了優雅的浪漫主義設計風格。
9.“本單元小結”可以讓學生自己設定思路進行總結,如采用表格式、圖示式、圖文并茂式等。
10.教材第34頁“綜合實踐”
第1題
第2題
建議作為學生課外作業,與綜合實踐活動、研究性學習等形式結合起來做。第3題根據題中設計要求,制定設計方案,繪制設計草圖,并選擇材料制作一個多功能手拉車。
第二單元
流程與設計
第一節
生活與生產中的流程
1.本節重要概念:時序、環節、流程。
2.教材第38頁,自行車前輪裝圈上軸的過程圖是自行車前輪裝圈上軸的示意圖,在實際工廠生產中,很多步驟都是采用自動化生產完成的。
3.教材設置的“馬上行動”、“小試驗”和“思考”等欄目都是幫助學生對時序不可顛倒的理解。另外如在化學中學過的濃硫酸的稀釋過程。
4.教材第39頁“馬上行動”
青霉素注射前,先皮試;理由:排除青霉素過敏。
騎上自行車前,先收支架;理由:安全。
用鉆床鉆孔時,要先用樣沖定位;理由:精確。
5.教材第39頁“小試驗”這個試驗主要讓你體會正確的流程可以提高效率。
本試驗很容易在課堂上實現。從試驗中學生會發現,零件的安裝順序不同,結果就會不同,有的人可能不能安裝成功,通過多次試驗,形成對時序的切身的感受。
有條件的學校,可將本試驗的載體改為技術含量更高的內容,如電風扇的拆裝、電腦桌的拆裝等。試驗過程中,要注意安全問題。
6.教材第40頁“思考”
在明確故障之后,維修時,存在人與電源接觸的可能,如果未切斷電源,可能發生觸電事故。電工把切斷電源并掛上“正在維修,請勿接通電源”的警示牌這個環節作為任何維修的第一步,即使在某些情況下不一定必要,但養成了這種習慣可以在任何情況下確保安全,防止發生意外,又不會影響維修。例如,在更換保險絲這樣簡單的工作中,7.教材第40頁“馬上行動”
(1)報名向班主任報到;
(2)注冊憑錄取通知書向學校注冊;
(3)繳費學校收繳學雜費,并開發票給學生;
(4)領書領取課本、作業本等學習用品;
(5)領取物品住校生領取生活、學習物品,安置寢室。
8.環節的劃分具有相對性,但也有一定的規律。這是一個難點。9.教材第41頁“馬上行動1”
(1)這個案例要說明的問題是,時序不僅有前后順序,還有間隔時間長短的問題。
(2)舉例如水稻種植過程(選種→耕地→育秧→插秧→田間管理→收割),家庭自制香腸過程(把精肉剔掉脂肪和韌帶切成2 cm左右的菱形肉丁2500 g→其余剔下來的精肉、肥膘和圓蔥一起絞碎→混和后加入水500 g,抓拌打勻→把所有配料和1500 g水和勻,倒入肉餡中抓拌成糊狀,腌制4h→將塑料腸衣→端套入灌腸機(或大漏斗)灌制→灌制要飽滿,有氣泡的地方用針放氣,每根長20 cm,兩頭打扣→涼水下鍋,開鍋后小火煮制20 min即熟)等。
旅游:安排旅游行程時,不僅要安排路線,而且要安排在每一個景點逗留的時間。
10.舉例子時,要聯系當地實際,如水稻種植過程、家庭自制香腸過程等都有著相對嚴格的流程要求。
11.教材第41頁“馬上行動2”
旅游:明確時間安排→規劃目的地→聯系旅游團→隨團旅游→返回。
工程師畫圖:構思→布圖→畫底稿→反復修改、審核→寫圖紙說明→描圖。
果農嫁接:切削被接果樹嫁接位→剪切削優質果樹種枝或種芽→用繩線固定種枝或種芽。
12.教材第42頁“流程的表達”
流程的表達方式往往與場合有關,如公交站牌上某線路公交車的行車流程多以文字方式表達,發電廠或化工廠中控室的生產流程圖等多以圖示方式表達。
可以從自己日常生活中見到的流程圖(如醫院看病流程圖、圖書館借書流程圖等)入手進行講課。有條件的話,也可以上網下載各種流程圖。
13.教材第43頁,計算機編程的流程圖往往有特別的規定,如菱形框表示判斷,矩形框表示賦值或公式計算等。
這個程序上機運行后得到的結果是5050。這里只要求學生能了解這是流程圖的一種表達方式即可。
14.教材第43頁“馬上行動”中的示意圖也是流程圖的一種表達方式,了解流程圖表達方式的多樣性。
15.教材第43頁“思考”
16.教材第44頁“案例分析”這個案例說明了流程的重要性,特別是時序的意義。
17.教材第44頁“馬上行動”
將洗衣機洗衣(1h)與后4項工作電飯鍋煮飯(30 min)、燒菜(40 min)、吃飯(20 min)、飯后讀報(10 min)并列安排;如果再將后4項中的煮飯與燒菜同時做,實際使用時間僅需70 min,節約時間90 min。
18.列車時刻表的上行、下行是日常生活常見的流程圖,此外還有公共汽車或地鐵線路的上行、下行流程圖。在我國,列車的上行、下行是相對于首都北京來說的,上行指從其他地區開往北京,下行則指從北京開往其他地區。
19.教材第44頁“案例分析2”這個案例說明了流程的重要性,特別是時序、時間長短。
20.教材第45頁“馬上行動”
(1)提高生活效率:個人作息時間表。
(2)使生活變得有序、合理:學校課程表,醫院看病流程。
(3)使生活更為安全:青霉素注射前要皮試,煤氣灶的使用。
(4)提高學習效率:一周課外時間計劃表。
21.教材第45-46頁“案例分析”、“思考”這是一個流程的實例。教材對這個案例中的環節、時序作了分析。這樣安排的考慮是,首先,軟皮椅的生產流程安排要符合其自身的邏輯;其次,將目標相近的工序劃分為一個環節,便于按照質量標準進行檢查,保證質量。在保證質量的基礎上,采用并行作業,盡可能提高生產效率。
22.工序是工業生產的專業術語,工序的劃分不是絕對的。
23.1789年,美國發生了這樣一件事情,美國政府要求工廠主惠特尼在15個月內生產1萬枝滑膛槍。這比諸葛亮3天之內要造10萬支箭的任務還要難完成。
惠特尼采用了一種新的方法完成了任務,他把造槍的工作化整為零,每個工種只生產其中的一種部件,然后把每種部件都放在一個袋子里,每個袋子都編上號,最后從不同的袋子里各取出一個零件就可以組裝成一枝槍。惠特尼就是靠這種方法完成了生產任務。他的這種方法為后來的流水線生產打下了基礎。
24.教材第47頁“案例分析”、“思考”這個案例同樣是流程的案例.給出了流程圖畫法實例。兩個工藝流程圖本質上是一回事,前者近似于實物流程,比較直觀;后者則以時間為線索,并標出各工序的時間長短,比較專業,崗位操作工就要看這個流程圖。
工件的熱處理包括加熱、淬火、清洗、回火等環節,去掉任何一個環節都不能達到工件的技術要求(如硬度、剛度)。如工件進人淬火油槽中冷卻是其中的關鍵環節,它直接關系到工件淬火質量的好壞,淬火技術的高低往往以冷卻操作的優劣來體現。
淬火的目的是提高鋼的強度和硬度,增加耐磨性,并通過回火處理可獲得既有較高的強度、硬度,又有一定彈性、韌性的具有優良綜合機械性能的工件。
25.工農業生產中,類似的生產流程圖很多,還可根據自己的經驗,選擇其他生產流程中的案例,如絲綢生產工藝流程、飲料生產工藝流程、工廠化養豬生產工藝流程、純凈水生產工藝流程、糕點生產工藝流程等。
26.教材第48頁“案例分析”、“思考”這是一個種植農作物的案例。農作物的生長有其自身規律,莊稼種植和管理等環節的安排應符合農作物的生長規律。本案例是說明農業生產流程的。分析某種果樹嫁接的工作流程。
27.教材第49頁“練習”
第1題自行車補胎流程中,用銼子將洞口四周的胎皮銼毛,是必不可少的一個環節,目的是為了增大接觸面積,使補丁與胎皮的附著力更強。另外,還可以去除表面粉塵顆粒,并使補丁處平整。完整的補胎流程是:
不按照這個流程操作,特別是不銼就補胎皮,肯定會漏氣。
第2題在畫十字路口紅綠燈的工作流程圖之前,要按照時間的順序,在表格中填寫各時間段車行的方向及行人通行的方向。本題是為了拓展學生視野,說明時序不都是單向的,還有循環的。
第二節
流程與設計
1.本節重要概念:流程設計。
2.教材第50頁“思考”
(1)在生產流程的設計中,還應實現環境保護、方便操作工工作等目標。
(2)木質家具的生產流程,其流程設計的目標主要是提高產品質量,提高生產效率,節省資源,安全生產。
3.教材第51頁“案例分析”生活、生產中流程的設計有兩種情況,一種是流程的若干環節是顯性的,也就是事物發展的規律較容易描述,如郵局郵件的分檢流程設計、快餐配送中心的工作流程等;另一種流程的設計要依據事物的內在屬性和規律,需要進行大量的試驗和漫長的探究才能得出的。合成氨的工藝流程的例子就是為了說明后者。
4.教材第51頁“馬上行動”
(1)新建化肥廠,流程設計上需要考慮優選工藝方案,降低能源和原材料消耗,減少污染排放,在資金允許的情況下選用精良設備和技術人員以提高生產效率等。
(2)將北方大豆移栽到南方,從種植流程上需要考慮適合植物種植的季節、氣溫、濕度、土壤以及病蟲害等因素。本題是農業方面的例子,教師可以補充一些由于動物或植物的引進而引起生態不平衡的例子,目的是引導學生理性地看待技術,技術不是萬能的。例如,水葫蘆和克氏鰲蝦(小龍蝦)就是引進的有害生物。
5.流程設計的步驟是以時序和環節為主要線索的。
6.教材第52~53頁“案例分析”、“思考”
該案例是個體和集體生產鐵錘的流程。教學中要比較它們之間不同的地方,并分析為什么會有這樣的不同。
(1)批量加工流程的特點,一是機械化程度提高,大多數工序由機床完成;二是有的工序可以在同一時間進行,提高了工作效率。
(2)在批量加工流程中,可分為錘頭加工、錘柄加工兩大環節,各環節還可分為若干道工序。
在小鐵錘的手工制作流程中,淬火、電鍍是最后兩道工序,從安全角度考慮,這兩步可由金工師傅統一制作而不要求學生完成。
教師要將流程設計的特點分析出來,要把條件說明白。
7.教材第53頁“練習”
第3題小木錘的制作流程也可分為錘頭加工、錘柄加工兩大環節。不同的是,錘頭的加工工藝發生了變化,它的工序主要包括下料、劃線、鉆孔、刨面等,錘柄加工的工序除不需要電鍍、攻絲外,其他基本與小鐵錘相同。
第三節
流程的優化
1.本節重要概念:流程優化。
2.流程的優化往往因不同的情境、不同的目的而體現出不同的目標和要求,進而也體現出不同的特點,可以是整體的改進,也可以是某一環節的改變,還可以是某一時序的改變。
3.教材第54頁“案例分析”
這個案例分析中的工期優化采用的是網絡計劃技術。
網絡計劃技術是一種組織生產和進行計劃管理的科學方法,被廣泛應用于工程設計、建筑工程施工、水利工程施工、設備修理等眾多領域。
4.網絡計劃技術利用網絡圖表達計劃任務的進度安排及各項活動(作業、工序)之間的相互關系,在此基礎上進行網絡分析,預估出每一作業(工序)的時間,找出關鍵工序和關鍵線路,不斷地改善網絡計劃,求得工期、資源與成本的優化方案,并在計劃付諸實施過程中進行有效的控制和監督,以保證合理地使用人力、物力和財力,實現預定的計劃目標。
5.教材第55頁“馬上行動”
將做燈罩與買電器元件、焊底座這三件工作并行,于是,整個工期就由原來的11小時縮短為7小時。
這樣改進的前提是人力增加了,在同一時間內要有人做三件事,成本將有所提高。
6.教材第56頁“馬上行動”
這兩種切削方法的主要區別在切削量的多少。
7.教材第56頁“案例分析”本例是通過人工計算排列之后進行比較的,當配送地點很多時,人工計算的難度大而且費時,可編制程序,用計算機運行得到最佳方案,以提高計算效率。
8.流程的改進與材料和設備之間的關系是相互的,材料和設備可以是流程改進的原因和動力,流程改進也可以使材料和設備發揮更大的效用。
9.教材第57頁“馬上行動”
(1)銀行存取款流程的優化,依賴于計算機管理系統等設備條件的改善,依賴于操作人員技術水平的提高。
(2)相對于手動機床,數控機床機械加工的流程優化的條件也是設備的改進、程序設計和自動控制思想的引入。
10.教材第58頁“小試驗”
(1)單人制作紙制提兜流程分制作紙兜和提手兩環節。紙兜:作圖、畫線、折紙、裁剪、粘貼等。提手:折紙、裁剪、粘貼等。最后將紙兜與提手連接起來。
(2)在流水作業中,每人做多少道工序,對應著不同的工作效率。
(3)可以討論:怎樣安排每個人的工序,效率才最高?
11.材料第59頁“練習”
第1題六角螺母、斧子屬于少切屑加工,鐵制窗框屬于焊接加工,鑄鐵鍋、塑料洗臉盆屬于無切屑加工。
第2,3題學生先實踐,在實踐基礎上再進行流程的優化。
13.教材第60頁“綜合實踐”
第1題可拆卸電腦桌裝配流程:
第3題 這是一座簡單的磚混結構房屋。
說明:磚混結構的房屋現在很少見,可選用當地常見的房屋讓學生練習。
第三單元
系統與設計
第一節
系統的結構
1.教材第64頁“案例分析”從自行車的實例來理解系統、子系統,要求能夠分析生活中的系統的組成要素和相互間的關系。
2.教材第65頁“討論”
車把的作用是:控制自行車的方向。
腳蹬的作用是:將人腳踩的力傳遞到鏈輪鏈條上。
鏈輪和鏈條的作用是:將動力傳遞到后輪,驅動自行車前進。
前后車輪的作用是:車輪的滾動帶動自行車整體前進。
車閘的作用是:控制自行車的速度。分析出現下列情況時,可能會導致的后果:
①車閘的橡皮松了:會導致剎車失靈。
②車把固定螺釘松了:會使自行車的方向控制失靈。③鏈條斷了:自行車無法前進。
④車輪的輻條斷了:車圈會發生變形。3.教材第65頁“馬上行動”
4.教材第66頁“馬上行動”自行車可分為傳動子系統(由腳蹬、曲柄、中軸與鏈輪、鏈條、飛輪與車軸等組成)、制動子系統(由剎車柄、車閘、連接線等組成)、承重子系統(由車架、鞍座、車輪等組成)、行駛子系統(由前后車輪組成)、轉向子系統(由車把、前叉上下軸承、前叉組成)、附設子系統(由前后擋泥板、車后架、車筐、車鈴等組成)。
5.系統的分類總是根據研究對象的不同和研究的需要來劃分的。除了自然系統與人造系 統、實體系統與抽象系統的劃分方法外,還有其他的分法。例如,可劃分為靜態系統與動態系統、開放系統與封閉系統等。
(1)靜態系統和動態系統。系統的靜和動都是相對的。從某種意義上講,可以認為在宏觀上沒有活動部分的結構系統或相對靜止的結構系統為靜態系統,如大橋、公路、房屋等。而動態系統指既有靜態實體又有活動部分的系統,例如,學校就是一個動態系統,它不僅有建筑物,還有教師和學生。在中世紀以前,人們曾認為宇宙現象是永恒不變的,習慣將事物看成是恒定的、靜止的,這種看法在哲學上是唯心的或機械唯物論的。隨著科學的發展和人類的進步,人們才逐漸認識到世界不是恒定事物的集合體,而是動態過程的集合體,運動是永恒的。宇宙是一個動態系統,靜態是相對的。
(2)開放系統和封閉系統。封閉系統是一個與外界無明顯聯系的系統,環境僅僅為系統提供了一個邊界,不管外部環境有什么變化,封閉系統仍表現為其內部穩定的均衡特性。封閉系統的一個實例就是密閉罐中的化學反應,在一定的初始條件下,不同反應物在罐中經化學反應達到平衡狀態。開放系統是指在系統邊界上與環境有信息、物質和能量交互作用的系統,如商業系統、生產系統或生態系統,這些都是開放系統。在環境發生變化時,開放系統通過系統中要素與環境的交互作用以及系統本身的調節作用,使系統達到某一穩定狀態。因此,開放系統常是自調整或自適應的系統。
6.只有抓住系統的整體性,處理好各要素之間、要素與整體之間的關系,才能獲得更好的整體效應。
7.教材第68頁“小試驗”
(1)在已經調整過的輻條上做出標記,便于再次整體觀察調整得是否合適,當然也可以用其他的辦法做出標記。
(2)如果不調整車圈,騎車時車圈左右偏轉,容易出現有的輻條斷開、有的輻條不受力、車圈變形等問題。
(3)可把車輪看成是自行車的一個子系統,輻條、車圈都是該子系統的組成要素,每根輻條共同受力,并將力均勻分布在車圈上,以保證自行車的正常行進。
8.教材第68頁“馬上行動”
(1)事例1:若干個字組成一個詞,而詞又是語言組織中可以獨立運用的最小單位,一個句子或段落是構成文章的要素。一篇文章的內容和思想卻是一個段落、一個句子或單個詞不可能表達的。
事例2:由26個不同色彩的小方塊組成的玩具魔方,變幻無窮,可以構成很多色彩的組合,而單個小方塊卻沒有這一功能。
事例3:一臺收錄機是把收音機和錄音機有機地結合起來而形成的一個系統,它不僅具備收音機所單獨具有的收音功能及錄音機所單獨具有的錄放音功能,而且還具有在收音的同時通過電路進行內錄的功能,這是收音機和錄音機各自的功能加起來也不具有的。
事例4:鋼筋混凝土結構的功能大于鋼筋、水泥、沙石的功能之和。
(2)“一個和尚挑水吃,兩個和尚抬水吃,三個和尚沒水吃”:三個人共同構成了一個系統,每個人都是其組成要素之一,如果三人之間的協作關系處理得不好,反而辦不好事情。
“三個小皮匠頂個諸葛亮”:三個皮匠構成一個整體,整體的功能大于單獨的個體功能之和。
“一著不慎,全盤皆輸”:說明在一個系統中局部對整體的制約,部分的變化會影響整體的變化,甚至還會對全局產生決定性的影響。
“丟卒保車”:系統是一個整體,是具有總體的特定功能、目標和作用的有機整體。它要求局部要服從整體,要有整體觀點和整體效益,要有整體目標。
9.教材第69頁“案例分析”羅丹砍去塑像雙手的目的在于使人們注意塑像的整體,而不是去注意雙手。這給我們一個啟示,做任何事情,都要重視整體效應,必要的時候,要舍得拋棄部分而保存整體。
10.教材第70頁“案例分析”
廚房的裝修中,空間的大小、廚具的購置、廚具的擺放等是一個系統中的若干要素,它們之間相互關聯、相互制約。
(1)吳瑾家廚房裝修存在的問題是:在廚房裝修的開始,沒有進行整體化的規劃和布局,如考慮廚具的擺放位置、電線和水管的走向、排風口和下水道口的預留等。
沒有根據廚房的空間位置恰當地購置廚具。
(2)購買或定整體廚具時,要以廚房的構造為依據,或者購買單件廚具,當然也要考慮廚房的構造。
11.在認識系統相關性的基礎上,理解在觀察和處理事物的時候應多從事物的內部和外部聯系上看問題,從全局和整體上把握事物,這樣才能幫助我們進行科學的系統分析,選擇最佳方案,進行科學決策。
12.在認識和處理系統問題時必須把握系統的目的性,在實際活動中要確立明確的目標,并努力使系統的發展朝著目標前進。
13.教材第71頁“馬上行動”
(1)為了滿足人們對計時功能的需要。
(2)實現企業利潤的最大化,成本和能源使用的最小化等。
14.教材第71頁“討論”
我國農業發展在進人受資源和市場雙重約束的新階段后,農產品價格持續低迷,農業生產效益低,農民收人增長緩慢。為了適應新階段變化的要求,我國的農業生產以市場為導向,著力調整和改善農產品的品種、品質,發展高產優質高效農業,目的是為了提高農業適應市場能力和綜合經濟效益,實現農業增長方式轉變。
主要調整途徑:
種植業中大宗農作物調整力度大,迅速發展優質農產品。
畜牧業生產適應城鄉居民消費結構的變化需要,由偏重數量增長向數量和質量并重的方向轉變,畜產品結構逐步優化。
漁業生產結構的調整重點是增加名特優新水產品的養殖面積和產量。
15.教材第72頁“討論”
在進行系統動態性的教學時,要注意引導學生善于用運動、發展的眼光研究和把握系統運動發展的方向和趨勢,要善于理解和掌握事物之間的各種聯系,以便合理地改善系統的結構和功能,充分發揮系統的整體功能。
(l)生活中運用系統的動態性思想對事物發展進行預測并取得成效的事例很多,例如,農民對植物的病蟲害的預防和治理,工業控制系統中的前饋控制方式等,都是跟蹤系統的發展變化,及時做出響應。前饋控制本教材不做要求,但在第四單元中,建議教師可將前饋控制的思想向學生提一提,作為一種了解。
(2)臺式計算機的CPU上安裝的小風扇,是給CPU散熱用的。當計算機處于開機狀態,主機的溫度會升高,小風扇的轉速時快時慢,是因為在CPU下方有一個溫度傳感裝置,當溫度高時控制小風扇的轉速加快,當溫度低時控制小風扇的轉速變慢,從而達到動態控制CPU溫度的目的。
(3)靜止是相對的,絕對靜止的系統是不存在的。任何系統都在不斷與外界進行著物質和能量的交換,只是有的系統的表現不那么明顯而已。例如,一塊石頭看起來是靜止的,可時間長了,它也會風化。
16.大自然中,鹿、兔奔跑速度快,能逃避猛獸追捕;刺猬身上長尖刺,使猛獸無從下口;黃鼬遇敵時突放臭氣,擾亂猛獸神志,影響其情緒,在其遲疑間跑掉。這些動物的特征都可以用具有環境適應性來概括。
綠草叢中的蟈蟈、北極地區的北極熊、冬天和夏天的雷鳥,這些動物的體色都與環境的色彩相似而不易被其他動物發現,因此叫保護色,保護色的作用也是為了保護動物自身的生存。
17.教材第73頁“馬上行動”
(1)人自身就是一個系統,春天穿多一些是對冬天的一種適應和銜接,秋天穿少一些是對夏天氣候的銜接和向冬天過渡的一種準備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應外界氣溫的變化而不至于生病。
(2)電冰箱的放置位置要與墻保持一定的距離,其目的是為了有一個適當的散熱空間,以保證它能正常工作。
(3)舉例:北方城市供水系統的主管道一般埋人地下,并進行防腐處理,露天管道有保溫措施,所有管道和供水槽需有余水排空裝置。這些都是為了使供水系統在冬天能正常工作而采取的防凍措施。
雨雪天氣,路面較滑時,汽車須裝上防滑鏈條,或采取其他防滑措施,以使汽車正常行駛。
18.教材第74頁“練習”
第1題木桶由若干塊木板組合而成,若把木桶看作一個整體,每塊木板就是部分,“木桶理論”實際上反映了系統的部分與整體的關系,部分影響整體。
第2題用系統的觀點分析,如果把和面看作一個系統,則干面粉和水是其組成要素,這兩個要素間的關系十分重要,只有兩要素之間量的比例適當時,和好的面團才軟硬適中。日常生活中有很多事例可以很好地說明系統思想的運用。
第3題方案(1):內存不變,更換一個大容量的硬盤,對提高系統的整體性能作用不大。
方案(2):分別升級CPU、主板和內存,這一方案相對合理。
方案(3):與方案(l)一樣,內存不變,只換一個大的顯示器,同樣不能提高系統的整體性能。
第4題系統論是建立在現代科學技術基礎上的綜合性的理論和方法,它的哲學意義在于 有力地證明了馬克思主義哲學關于物質世界普遍聯系的原理。貝塔朗菲承認馬克思的辯證法對系統論的形成起了巨大作用,并且認為系統論和辯證唯物主義是雷同的。系統論是一門跨學科的橫斷科學,它提供的綜合性的理論和方法,并不是一般的世界觀和方法論,因此,它不是哲學。但是,系統論為馬克思主義哲學提供了新的思想材料。
第二節
系統的分析
1.本節重要概念:系統分析、系統優化。
2.系統分析是在第二次世界大戰末期提出來的,起初被用于武器系統的分析研究,后來又被運用于國防戰略及國家安全政策的制定。1960年以后,行政機關和企事業單位也逐步采用系統分析方法進行各種決策問題的研究。
系統分析的出發點是為了發揮系統的整體功能,實現系統的整體目標。例如,家庭要購買一件高檔用品,這對于家庭就是增加了一個子系統,需要購買的對象很多,而資金有限,買什么、發揮什么功能,對實現改善生活這個系統整體目標才是最恰當的,就需要進行分析,如果決策不當,就會影響家庭生活的改善。例如,若沒有人愛好鋼琴,買一架鋼琴閑置在家里就是浪費;若沒有多少食品需要冷藏,買一臺大電冰箱當擺設也是浪費。系統分析要考慮整體目標。
3.教材第77頁“案例分析”、“思考”
通過“漢字激光照排系統”案例,可介紹王選為什么要發明漢字激光照排系統。活字印刷術是人類歷史上最偉大的發明之一。活字印刷主要有三個步驟,即制活字、排版和印刷,當時書報生產依然仿照這個過程。漢字字數繁多,排字架組織復雜,占地廣大,揀字也極費時間,因此漢字排字一直是印刷術中的一個難題。幾十年來,各國都在迅速地擺脫傳統的活字排字方式,而向照相排字方式發展。在當時興起的電腦排版技術,由于漢字比西方文字復雜得多,也未能在我國推廣。長期以來,我國印刷行業始終難以擺脫手工揀字拼版的落后狀況。王選綜合運用精深的數學、計算機等多學科知識,歷經15個寒暑,研制開發成功“漢字激光照排系統”而被譽為中國印刷術第二次革命,為漢字告別鉛字印刷開辟了通途。并介紹今天漢字激光照排系統的印刷術與古代印刷術相比具有哪些優越性。第一,字體和字型比古代印刷術多;第二,排照速度比古代快;第三,版面靈活,富于變化;第四,排照視覺效果好。
對這個案例,主要是引導學生主動意識到系統分析不只是對系統觀點的應用,它也是一種處理問題的科學方法,其目的是尋求一種解決問題的最佳決策。因此,在系統分析中,需要做出多種方案,然后分析不同的方案可能產生的結果,從中選擇解決問題的最優方案。因此,以選擇解決問題的最優方案為重點,是系統分析的一個特點。
可以說,系統的分析是建立在對該事件的內部規律、外部環境(條件)、實現功能等的充分研究的基礎上的,它是一個不斷完善、不斷改進、不斷優化的過程。
思考解答:
在漢字照排方案的決策中,系統的整體目標是提高漢字的信息壓縮技術和還原速度。王選進行決策的依據,一是我國漢字印刷業的現狀,二是市場需求,三是王選良好的基礎學科和計算機知識背景以及我國具有的激光等技術基礎。
教師也可以因地制宜,設計學生動手實踐代替該案例,只要能達到同樣的學習效果就行,教師可靈活安排。
4.系統分析不只是對系統觀點的運用,它也是一種處理問題的科學方法,其目的是尋求一種解決問題的最佳決策。
系統分析需要分析不同的方案可能產生的結果,從中選擇解決問題的最優方案。因此,以選擇解決問題的最優方案為重點,是系統分析的一個特點。
在現實生活中,由于受環境和條件的限制,不可能找出一切方案,也不可能對所有的方案進行全面比較,且漫無邊際地去研究所有的方案,無論是在時間上還是在人力上都是不允許的,因此運用科學的方法就更為重要。缺乏資料、缺少對資料的科學計算和分析,只靠拍腦袋是無法尋找到最優方案的。
5.教材第78頁“案例分析”、“思考”
教師可以與學生一起分析案例,深化理解系統分析的一般步驟,經歷從6種方案中尋找使田忌制勝的方案的過程,領會分析、比較、得出最優方案的過程。在這個分析的過程中滲透了數學排列組合的科學方法,也充分體現了下面要學習的系統分析的科學性原則。
案例分析參考解答:
解答方法一:
(1)共有6種方案:
田
忌
齊
王
第一種方案:上等馬
上等馬
中等馬
中等馬
下等馬
下等馬
第二種方案:下等馬
上等馬
上等馬
中等馬
中等馬
下等馬
第三種方案:中等馬
上等馬
上等馬
中等馬
下等馬
下等馬
第四種方案:中等馬
上等馬
下等馬
中等馬
上等馬
下等馬
第五種方案:??
第六種方案:??
(2)在以上各方案中,齊王和田忌的賽馬結局有以3:0贏的,也有以2:1贏的,但只有一種情況是田忌以2:1取勝齊王的,孫臏正是把這種方案推薦給了田忌,這就是上述的第二種方案。
6.教材第79頁“案例分析”通過歷史事件“丁謂修復皇宮”的案例分析,感受系統分析的過程中整體性原則的魅力及現實意義。再結合“馬上行動”的內容,對比脫離了整體性原則可能帶來的不便。
7.教材第79頁“馬上行動”這一事件的原因在于,電信部門、煤氣公司、市政部門三家沒有統一協調,造成了各自封閉的局面。各部門只根據自己的時間進行施工,沒有從全局著眼,缺少整體統籌的觀念,給市民帶來了不便。好的處理辦法是,三家共同協商,一次性地解決問題。
8.教材第80頁,系統分析的綜合性原則,注重研究系統各部分之間的相互聯系和相互作用,既注重研究各部分間的橫向聯系,也注重研究各部分間的縱向聯系,既考慮當前,也考慮長遠。分析的基本思路是“綜合一分析一綜合”。
9.教材第80頁“案例分析”此案例給我們的啟示是,系統分析時還要注重綜合性原則,要綜合分析,統籌兼顧,不可顧此失彼,因小失大。要注重研究系統各部分之間的相互聯系和相互作用,既注重研究各部分間的橫向關系,也注重研究各部分間的縱向關系,既考慮當前,也考慮長遠。分析的基本思路是“綜合一分析一綜合”。
孝襄公路的設計中,我們應該對自然環境、資金、長遠影響等因素進行綜合分析,如果破壞銀杏林的話,勢必對生態造成影響,這是增加再多資金也無法挽回的。工程指揮部最后決定增加資金繞路,孝襄公路已于2005年9月30日正式全線開通。
10.教學時應注意通過幾個典型的案例分析,讓學生理解在解決問題時是如何實現系統優化的。
系統優化是在系統的約束條件規定的范圍內,從多種可行方案或技術手段中得出最優解或滿意解,使系統達到最優的目標。
11.教材第81頁“案例分析1”
例如,在蔬菜、西瓜的種植中,要使蔬菜防病和提高產量,使西瓜具有抵御低溫的能力,就應采用嫁接技術,該技術是一項增產增收的栽培技術,嫁接的西瓜比自根西瓜增產1倍以上。
又如,建筑材料的改進也是一項優化技術,以往建筑物的墻體多采用實心磚,現在采用了空心磚,在保證強度、隔熱隔音效果的同時,節省了材料。
本部分內容重點在于讓學生能結合實例分析影響系統優化的因素。例如,上述案例“農作物種植系統的優化—農業間作套種”,優化的目標是增產增收和提高土地利用率,影響系統優化的因素就是套種的技術水平、套種的田間管理、病蟲害防治等。
但是,對于比較復雜的系統,人們對其特征了解不夠,所以需要運用一定的數學手段描述它,進而找到合適的解決方案。
12.教材第81頁“案例分析2”
這一案例的數學模型屬于線性規劃模型。線性規劃就是求一組非負的數值,滿足一組線性等式或不等式的約束條件,使一個線性目標函數達到最優(最大或最小)。一般線性規劃模型的形式為:
式中max表示求極大值min表示求極小值s.t.表示受約束于或約束條件,Z是目標函數,x :是決策變量。
該案例蘊含的知識很豐富,教師應該組織學生進行討論,從而歸納出利用最優化方法解決問題的一般步驟,對案例中的數學方程的解答可以不做要求。
利用最優化方法解決問題的一般步驟:
①提出需要進行最優化的問題,收集有關資料和數據;
②建立求解最優化問題的有關數學模型,確定變量,列出有關約束條件,分析模型;
③選擇合適的最優化方法;
④求解方程;
⑤最優解的驗證和實施。
數學描述的手段是系統分析常用的一種方法,對于比較復雜的系統,人們對其特征了解不夠,所以需要運用一定的數學方法描述,進而找到合適的解決方案。系統建模的目的是要將系統的原型抽象為數學模型,并運用已有的數學方法分析求解得出數學結論,再運用這一結論來解決實際系統中的問題(如“田忌賽馬”問題)。根據課程標準,對數學建模以及求解方法不作過高要求。
13.教材第82頁“閱讀”
該模型用于拓展教師的視野和認識,并不對學生作任何要求。
在以往課程的學習中,我們就曾接觸到數學模型的問題,如自由落體運動的公式h12=gt2,就是一個反映物體運動的路程隨時間變化的數學模型。14.教材第83頁“案例分析”
這里的答案是不唯一的,對于行得通的方案都應視為是正確的。例如:
15.教材第84頁“思考”
(1)流水施工方式特點:①工期較短;②需要水電、木工和油漆各一個裝修隊工作;③人力、施工設備、材料的投入比平行施工少。
(2)流水施工組織方式,裝修工期和資源利用最為合理。
(3)本案例中,影響優化的因素有施工時間、裝修隊和設備的數量等。
16.教材第84頁“閱讀”
霍爾的三維結構體系形象地描述了系統工程研究的框架。當然對其中任一階段和每一個步驟,還可進一步展開,形成分層次的樹狀體系。下圖是霍爾三維結構的示意圖。
霍爾三維結構示意圖
17.教材第85頁“練習”
第1題提示:
方案1:在就餐時間增加食堂的窗口和工作人員;
方案2:不同年級學生的下課時間錯開20 min;
方案3:加強工作人員的培訓,提高工作效率;
方案4:新建一個學生食堂。
系統分析過程:
(1)明確問題,設立目標。
系統存在的問題的是食堂小、學生多,出現了中午就餐時間學生們排長隊等待就餐的現象。因此,系統改進的目標是減少學生就餐排隊的時間。
(2)尋找各種解決方案。
(3)比較、權衡方案。
經過分析比較發現,方案1由于場地面積有限,食堂的窗口和工作人員不能過多增加;方案2將不同年級學生的下課時間錯開20 min,在年級比較少的學校較易實行,但如果在年級比較多的學校,如完全中學,有6個年級,則整個時間差約有1個小時,會對食堂管理和學校管理帶來很大的影響;方案3中工作人員的工作效率不能無限地提高,對現狀幫助不大;而方案4雖然需要經費和場地,但如果從整體目標和長遠考慮,這個方案是最可行的。
(4)檢驗核實,做出決策。
經過多方案權衡,方案4是最可行的。
第2題A地區的失誤在于,沒有考慮到毀林開荒和圍湖造田對生態系統和生態環境的影響,沒有考慮子系統各要素組合成新的系統整體后所產生的不良功能。
B地區農業經濟走上了良勝發展的道路,從系統觀點看,就是因為他們從系統整體出發,從全局和長遠利益出發,注意了建設經濟林與發展農業生產、保護生態環境和繁榮城鄉,注意了各要素組合成新的系統以后所產生的新的整體功能。
第3題以專業化產生優化為例,專業化表現為開始走向分工。一個小雜貨鋪,由于老板經營有方而發展成為一個大商場,在增加雇員的同時,必然伴隨著工作的分工,并且商場的規模越大,分工越細。最初進貨、賣貨、結算、打掃清理等都由雜貨鋪老板一人完成,現在都由各部門分工去做,各個分工的部門就是專業化的部分。
以新的投入產生優化為例,投入的表現方式有很多,經濟生活中的投入是我們熟悉的,開飯店,修公路,建水壩,成立一個機構,使用工具、雇工,都是投入的表現,而投人的目的一定是使整個系統產生更大效益。
協作產生優化、創新產生優化可由學生自行分析。
第三節
系統的設計
1.本節重要概念:系統設計。
2.講解進行系統設計必須考慮的主要問題,應抓住系統的整體功能、系統各部分之間的聯系、系統的整體優化這三個重點。
3.教材第86頁“馬上行動”
這里重點突出“系統的整體優化”。
為山里的村莊策劃一個筑路工程設計方案:
第一,要實現的總體目標是安全、經濟、快速地完成筑路工程。
第二,要選擇好筑路技術設計方案,如做好有關環境的地質勘探,遇到山坡時是穿隧道還是選擇繞行等。
第三,要考慮施工的工期、人員的調配、材料的分期采購和儲存。
第四,要考慮如何降低材料的成本和消耗,在不增加入工的前提下提高工程進度等。
4.教材第87頁“案例分析”
這是一個環保小手電筒的設計實例。設計的獨特之處在于,從系統的思想出發,首先分析手電筒的內部結構,在此基礎上進行多種方案設計,并選擇其中的環保設計方案進行制作。該案例詳細地分析了“自發電手電筒”設計、實驗過程,有興趣的學生也可以動手制作自發電手電筒。但是在方案的設計過程中教師應該提供必要的指導,及時幫助學生解決所遇到的問題,同時注意啟發學生的創造性思維,運用多方案解決問題。在學生進行技術實驗和方案設計的過程中,應該提醒學生加強安全意識,注意自我保護。
學生對手電筒的系統構成比較熟悉,尤其是對其中的照明供電電路,學生有一定的生活經驗和感性認識,而且這部分內容相對來說比較簡單,這樣的安排既降低了學習難度,又便于從案例分析中總結系統設計的方法和原則。在進行案例分析時,可以讓學生參照案例進行設計制作,特別是自發電手電筒的制作,有條件的學校應該鼓勵學生付諸實施。同時也要啟發學生“自發電”有多種方式,鼓勵學生進行探究。本案例的重點是通過這樣一個簡單系統的設計與實踐,體驗和總結其中運用的系統的思想和方法,以及系統設計的一般步驟和過程。
可組織學生討論和交流教材上的案例分析中的“思考”。
5.在方案制作過程中,教師應提供指導,及時幫助學生解決遇到的困難,同時要注意啟發學生的創新思維,運用多方案解決問題。
在技術試驗和方案制作過程中,應加強學生的安全意識。
6.教材第89頁“案例分析”
這個案例與“手電筒照明供電部分的設計”有相似之處,就是考慮到學生的知識基礎、生活經驗和感性認識,只是本案例比前面的案例復雜得多。應該說與前面的案例有一個遞進的關系。
在進行案例分析時,要說明隨著現代家庭各類家用電器的逐漸增多,特別是空調、電熱水器、電磁爐、微波爐等一些大功率用電器的使用,住宅電氣設計由原來的純照明電路向多功能、多負載電路的方向發展。為了避免室內電器使用過程中的電氣線路過載等狀況的發生,運用系統的思想和方法,對其進行整體的電氣線路設計是非常必要的。例如,不只一臺空調的家庭居室,最好是要做到一臺空調敷設一條電源專線,并且有良好的接地保護線路。電器設備的選擇要盡可能做到安全可靠和經濟合理,電器設備的容量等級寧大勿小,但是也要避免過大而造成浪費。一般來說,在計算工作電流的基礎上大一級即可。在電氣技術規范上應選用符合國際電工委員會IEC標準和國內GB、JB有關行業標準,并具有產品質量認可證書的電器產品。鑒于城鄉的差別、地域的不同,教學時教師可根據當地和本校實際條件和情況,適當調整“設計方案”和“方案實 施”的內容,但一定要滿足設計要求。
7.教材第90頁,鑒于城鄉的差別、地域的不同,教學時教師可根據當地實際條件,適當地調整“設計方案”和“方案實施”的內容,但必須能夠滿足設計要求。
8.教材第91頁“練習”
第1題
(方案1:在就餐時間增加食堂的窗口和工作人員;方案2:不同年級學生的下課時間錯開20 min;方案3:新建一個學生食堂)
第2題關鍵是運用系統的思想,設計分選設備中的各個部分,使它們之間構成特定的關 系,才能實現分選并達到可調孔徑的目的。
第3題運用系統的思想解決,方案如下:
①增加管道和集水設備;
②實現定時排水澆灑;
③當集水設備裝滿時,通過下水道排水。9.教材第92頁“綜合實踐” 第1題以米蒜間套為例:
①選地、整地和施肥:地塊選擇地勢平坦、土質肥沃、具有灌溉條件的土壤。秋翻地,早春整地。結合整地,每畝施人農家肥3500 kg。
②種植形式:米蒜間套采取大壟寬行形式,即玉米兩小壟變一大壟,壟寬90 cm,2行;在玉米大壟間留45 cm一條壟作平畦間套種3行大蒜。在玉米壟上采取密植,株距30 cm,每畝保苗3300株;在玉米壟間平畦上按行距20 cm平播3行大蒜,株距7~8 cm。
③適時精心播種:3月下旬整地,起壟,開溝,溝中澆透水,每畝施15 kg磷酸二銨。墊一層細土,栽上大瓣紫皮大蒜,栽時蒜瓣豎直,根朝下按在細土中,然后蓋一層細土糞,摟平壓實。5月上旬,當大蒜長到6片葉時,播種玉米。玉米選用高產雜交種“丹玉13號”,刨埯穴播,穴距30cm,每畝3 300穴。播種時,每畝施10 kg磷酸二銨,播后及時鎮壓保墑。大蒜長到3片葉時,開始摟地松土,以后生長出一片葉摟地松土一次,共摟3遍,以便提溫保墑,促進幼苗早生快長。大蒜6片葉時每畝追施尿素等氮肥,追肥后澆一次透水。6月中旬大蒜抽苔,7月上旬收獲大蒜。
第2題為了確保網絡的高效性與可靠性,應采用結構化的布線系統。也就是說,在布線網絡中,所有的組件都是相互分離,同時又緊密地集成在一起并且形成互補。從優化網絡性能的角度來考慮,結構化布線系統是必不可少的。
第3題首先應提出可能出現的方案,對各種方案進行評價、權衡、比較,再作出選擇。
第四單元
控制與設計
第一節
控制的手段與應用
1.本節重要概念:控制、人工控制、自動控制。
2.任何一種控制都是有目的、有對象、有手段的。
3.教材第96頁“馬上行動”
魚塘:有可能干涸,有可能溢出水來;其中的魚可能多而肥,也可能少而弱等。
成熟的西瓜:可能被人摘下吃掉,可能被榨成汁做成飲料,也可能爛在西瓜地里等。
流行性病毒:可能傳染人群使人發病,可能被人體的抵抗力所戰勝,可能通過預防和綜合治理而被控制等。
(回答上述問題很重要的一點是,不要受固有思想或者固有條件的約束,引導學生說出其他多種可能性。如果條件改變以后,如下雪、結冰后魚塘會出現什么情況?如果條件改變,流行性病毒有可能把人類毀滅嗎?)
4.教材第96頁“案例分析”、“思考”
本案例說明采用不同的控制手段得到的控制效果是不同的。有的能達到目的,有的不能。
大禹采用挖通河道、匯集洪水至江河中的辦法實現了泄洪的目的。生活中,人們通過控制電燈的辦法實現照明,通過修筑道路連接各地,方便人們的出行和相互聯系。
5.教材第97頁“小試驗”
教材只講了可以將圓周運動轉變為直線運動,它同樣可以將直線運動變為圓周運動。反過來考慮問題,是技術中常用的一種思想方法。
在試驗過程中,教師應給予適當的指導,如有其他更好的試驗載體,也可根據實際情況另行安排。
6.教材第97頁“馬上行動1”自行車中的控制:剎車控制、速度控制、方向控制等。
7.教材第97頁“馬上行動2”參考事例:
8.除教材第98頁控制的分類之外,自動控制系統還可按照不同的標準進行分類。按控制方式分,有開環控制系統、閉環控制系統(反饋控制系統)、復合控制系統;按系統功用分,有溫度控制系統、壓力控制系統、位置控制系統等;按系統性能分,有線性控制系統、非線性控制系統、連續控制系統、離散控制系統、定常控制系統、時變控制系統、確定性控制系統和不確定性控制系統
等;按參量變化規律分,有恒值控制系統、隨動控制系統和程序控制系統等。
9.哈格里夫斯是英國的一名普通工人,但是他卻發明了紡紗機,他的妻子是一名紡紗工人,盡管每天辛苦工作,但還是不能滿足織布所需。于是他想為自己的妻子制做一架效率高的紡車,但是總沒有好的主意。有一天,他不小心將妻子的紡車碰倒了,奇怪的是,原來水平放置的紡錘直立了起來,但是線卻沒有斷,紡錘還在動。看到了這個情景,他有了靈感。他在原來的紡車上加了幾個紡錘,再用一個輪子帶動它們,使老紡車變成可以同時控制多個紡錘紡線的新紡車。
10.教材第98頁“案例分析”這個案例講的是控制的發展歷史過程。可以考慮其控制方式的變化,及為什么能產生這些進步。
11.教材第99頁“馬上行動1”
人工控制:人工紡紗,普通自來水龍頭,撳按鈕打開電燈,拖地清潔地板,駕駛汽車等。
自動控制:數控機床,飲料自動裝罐生產線,花房恒溫控制,十字路口紅綠燈(根據車流量大小改變紅綠燈時間)的轉換,遙控電視更換節目頻道,聯合收割機割麥子等。
12.教材第99頁“馬上行動2”
控制被廣泛地應用于生活、生產和國防的各個方面。
洗衣機是生活中常見的控制實例。普通型洗衣機能自動正反交替地轉動,到達定時后自動停轉;半自動型洗衣機是把洗滌、漂凈、脫水這三大步驟中的前兩步放在同一個缸里進行,洗滌后由人把衣物從一個缸里取出放到另一個缸里脫水,再放人前一個缸里漂洗,再放人后一缸中脫水;全自動型洗衣機將三大步驟都放在同一缸里實現,全都由控制系統自動進行,不需人工直接干預,使用者只要設定各步驟的時間,把臟衣服放進去(洗衣粉備足,水管接好),待聽見鈴聲響,再去拿出已經甩干的衣服即可。
13.教材第100頁“思考”這種自動控制電熱水器,正面有一根供人們觀察箱內水位高低的玻璃管和一對指示燈。當水位低于某一位置時,熱水器自動打開進水閥門進水,同時指示燈跳到加熱狀態;當水位加到一定位置時,熱水器自動關閉進水閥,繼續加熱,直到水煮沸,進入保溫狀態。此時,電熱水器中的水就可飲用了。
14.教材第101頁“辯論”這兩個命題并不矛盾。從經濟學角度看,發展技術密集型產業,解放勞動生產力,減輕人的勞動強度,是社會發展的趨勢,而富余的勞動力則可以通過發展第三產業得以解決。
15.教材第101頁“練習”
第1題(1)人工控制;(2)人工控制;(3)自動控制;(4)自動控制。
第2題機械控制:普通水龍頭、浮子—杠桿水位控制、電飯煲等;電子控制:電子計算器、家用電冰箱、自動門和汽車自動變速器的電子控制裝置等;氣動控制:化工生產中常用的氣動閥門、公共汽車車門開關控制等;液壓控制:建筑工地打樁機、修理汽車用的液壓千斤頂等。
第3題通過觀察自行車的剎車控制裝置發現,調節自行車后輪的車閘與后車圈的距離,使后輪的車閘更靠近后車圈,可以使后輪剎車控制更加靈敏。
第二節
控制系統的工作與方式
1.本節重要概念:控制系統、開環控制、閉環控制。
2.從人們生活中常見的自行車、電風扇等事例人手,來理解控制系統。學生可根據親身經驗體會控制系統的含義,認識輸入、輸出是什么,以及它們之間一定的關系。
3.教材第102頁“馬上行動”
4.開環控制系統是生活和生產中最常用的方式,教師可選擇學生熟悉的案例進行分析,讓學生學會分析開環控制系統的組成和工作過程。
5.教材第103頁“案例分析”
自動門是較典型的開環控制系統。它不僅能自動開門,當人離開后又能自動關門。它的功能與閉環控制的區別要特別注意講清楚:有人→開門;無人→關門。
6.教材第103頁“馬上行動”
例如,聲控燈、自動烘手機、自動水龍頭、洗衣機、防盜報警器、火災報警器、電風扇的風速控制、投影屏幕的升降控制、直流電動機和數控機床等。
7.教材第104頁“案例分析”要注意講清“信號是單向轉遞的”這句話。
該案例分析中控制系統的輸入量、輸出量、被控對象、執行器、控制器、控制量等元件或參量,進一步鞏固學生對控制系統的認識。
8.執行器按傳送信息或動力的物質形態,可分為電動、氣動、液動三類,它們各有特點,適用于不同的場合。
9.液動執行器是油壓或水壓系統。在日常生活中幾乎用不著液動設備,只在工業的重型設備上使用。液動執行器推力最大,現在一般都是機電一體化的,但比較笨重,如三峽船閘用的就是液動執行器。
10.電動執行器的執行機構和調節機構是分開的兩部分,其執行機構分角行程和直行程 兩種。
11.氣動執行器的執行機構和調節機構是統一的整體,其執行機構有薄膜式和活塞式兩類。活塞式行程長,適用于要求有較大推力的場合;薄膜式行程較短,只能直接帶動閥桿。由于氣動執行機構有結構簡單、輸出推力大、動作平穩可靠且安全防爆等優點,在煉油等對安全要求較高的生產過程中有廣泛的應用。
12.教材第104頁“馬上行動”
(1)①音樂噴泉的控制過程可以用下圖表示:
圖中,輸入信號是隨音樂節奏而改變的電信號,輸出信號則是和著音樂節奏時起時伏、時緩時急的噴泉水流。
這一開環控制系統的特點是,輸入信號到輸出信號之間的信息傳遞是單向的,沒有反饋通道,所以這是一個開環控制系統,其輸出量僅受輸入量控制。當調速水泵或者噴泉頭出現問題,不能按照音樂節奏噴水時,系統本身不能自動檢測輸出信號的狀態,不能進行調整和補償,也就是說由于某種干擾作用使輸出信號出現非正常狀態,系統本身沒有自動糾正的能力,要進行糾正,必須再借助于人工。
②公共汽車車門的開關控控制:公共汽車車門的開關控制是氣動控制,司機操作開關裝置,電流控制“電磁閥”的啟閉,通過電磁閥決定壓縮空氣的流向,最后由壓縮空氣推動活塞開門或關門。方框圖如下:
輸入量為開關信號,輸出量為車門的開與關,控制量為氣動活塞的行程。
(2)電視機和遙控器組成一個開環控制系統。接通電源,打開電視機的開關,將遙控器的前端對準電視機上的紅外檢測裝置,通過撳按鈕,可以選擇頻道節目。
13.教材第105頁“小試驗”
這個小試驗難度不大,學生親自動手制作。可制做一個活動猴演示,控制其他動作表情,這樣可以充分發揮學生的創造力。材料除了可用硬紙板外,還可用2~-3mm厚的泡沫板,用裁紙刀切割。各部分的連接可用螺釘連接(或把圓珠筆芯切成一小截一小截作為套子套在牙簽兩端替代螺釘)。
14.教材第105頁“探究”
(1)賓館自動叫醒服務工作過程:客人撥通自動叫醒服務電話,電腦自動應答,并提示客人輸入房間號和需叫醒的時間,到時電腦將自動打電話叫醒客人。本系統是一個開環控制系統,所以如果系統自身的計時有誤,系統不能自動調整過來,叫醒時間也就要出差錯。方框圖如下:
(2)火災自動報警系統由火災探測器、現場報警部件和報警控制器組成。火災探測器包括感煙探測器和感溫探測器,現場報警部件包括警鈴、訊響器、報警門燈等,報警控制器按顯示方式的不同可分為數碼顯示和液晶漢顯兩種不同的類型。方框圖如下:
輸入量為煙霧信號,輸出量為報警聲,控制量為電信號。
15.建議先通讀后面一節的內容,充分認識開環控制系統和閉環控制系統的區別,以便更好地組織和設計本小節的教學內容。
16.從控制系統的基本組成來看,閉環控制系統是在開環控制系統的基礎上增加了一個由檢測裝置等構成的反饋環節。
17.閉環控制系統的檢測環節是把系統的輸出信號傳到系統的輸入端,與給定值進行比較。系統的輸出信號往往是各種物理量,如電壓、流量、速度等,而這些量又往往與系統的給定值性質
不同,取值的范圍也不同,所以不能與輸入信號直接比較,需要測量并轉化,檢測環節就是起著這個作用,它就像是控制系統的眼睛和皮膚,感知和傳遞系統輸出信號的變化。
18.教材第106頁“馬上行動”
(1)家用縫紉機的縫紉速度控制系統:開環控制系統。
(2)電冰箱的溫度控制系統:閉環控制系統
(3)走道燈的聲光控制系統:開環控制系統。
(4)交通路口紅綠燈自動控制系統:閉環控制系統一般的交通路口紅綠燈控制系統,其紅、綠、黃燈亮的時間是固定的,不會根據車流量大小而改變紅綠燈的時間,這種紅綠燈控制系統為開環控制系統。如果控制系統能根據車流量大小改變紅綠燈時間,說明控制系統有檢測車流量的裝置,并把檢測到的信息反饋給控制系統,從而改變紅綠燈的時間,這是一個閉環控制系統
19.教材第107頁“閱讀” 通過閱讀材料,讓學生體會古代自動控制裝置的巧妙和魅力。如果能做成模型演示,效果更好。
20.教材第107頁“練習題”
第1題家用壓力鍋的壓力控制是開環控制系統,通過高壓鍋蓋上的安全閥和排氣孔實現壓力控制。
安全閥上有一個重錘,它平時壓在高壓鍋的排氣孔上。當高壓鍋內溫度升高時,鍋內氣體的壓力增大,超過一定值時,由于鍋內氣體壓力的作用,重錘被頂起,蒸汽不停地從排氣孔向外冒,使高壓鍋內氣體的壓力下降到安全值范圍內。
第2題對于糧庫的溫度和濕度自動控制,一般采用閉環控制系統,增設定時檢測溫度和濕度的裝置,與給定的溫度和濕度值比較,當出現偏差時,相應調節溫度或濕度。方框圖
如下:
第3題當壓力過高時,蒸汽把橫桿連同重錘頂起來,使鍋爐內的蒸汽通過排氣孔排出,使 壓力降到限定值。
橫桿的作用:橫桿使得重錘的位置可以調節,調節重錘離左端的距離就改變了限制的壓 力值。
第三節
閉環控制系統的干擾與反饋
1.本節重要概念:干擾因素、反饋、功能模擬方法、黑箱方法。
2.控制系統的干擾因素是導致系統不穩定的因素。控制系統的穩定性能與控制系統對干 擾因素的控制、克服能力直接相關。
3.教材第108頁“馬上行動”
(1)開電冰箱門:外面熱氣進人冰箱將會引起箱內溫度變化,屬于干擾因素。
(2)電冰箱所在房間溫度從20℃變到32℃:屬于干擾因素。
(3)把熱菜或熱飯放人電冰箱中:屬于干擾因素。
(4)在電冰箱外放一盆冷水:嚴格說這也會引起環境溫度的變化,但這種變化一般有利于冰箱實現目標,不屬于干擾因素。
4.教材第109頁“思考”
自動扶梯的升降控制系統:扶梯承載的重力、電機輸出電壓的波動等。
利用滑輪組提升重物的控制系統:滑輪組的摩擦力、電機電源的波動等。
蔬菜大棚的溫度控制:外部環境溫度的變化、大棚保溫材料的保溫性能產生變化等。
5.教材第109頁“案例分析”
教材主要給出了磁場變化產生的干擾,還可以讓學生列舉其他可能的干擾。
6.教材第109頁“馬上行動”
這里首先要明確什么是“干擾的利用”。所謂干擾的利用,是指由于對閉環控制系統施加某種干擾(該系統的干擾因素),使這個控制系統的工作產生某種變化,而這種變化將給干擾的施加者帶來某種積極的效果,這就是干擾的利用。據此,我們可以列舉以下利用干擾的事例:
(1)為了使壓力鍋內的壓力迅速減小,向鍋體澆冷水。
(2)為了改變人體和環境熱交換的平衡狀態,及時增減衣服,迅速達到保暖或降溫的目的。
7.克服干擾因素是指克服對本控制系統產生的干擾因素;干擾因素的利用是指在特定的情況下,通過一定的手段對其他控制系統施加干擾。兩者的主體不同。
8.反饋方法是分析、處理問題時常用的方法。閉環控制系統中必定存在反饋。
根據反饋在系統中作用與特點的不同,可以將其分為正反饋和負反饋兩種。
負反饋的特點可以從“負”字上理解,通過輸入、輸出之間的差值作用于控制系統,控制器使這個偏差不斷縮小。負反饋形成的系統,控制精度高,系統運行穩定。
正反饋在自動控制系統中主要是用來對小的變化進行放大。核反應就是一個正反饋的例 子,鈾-235、钚-239這類重原子核在中子轟擊下,通常會裂變生成2個中等質子數的新核,并放出2~3個中子和200 MeV的能量。利用這種正反饋可以形成大規模的核反應。
本書所涉及的都是負反饋。
9.教材第110頁“案例分析”這個案例十分形象地說明了反饋的含義與作用。
10.教材第111頁“馬上行動”
“花房恒溫自動控制”系統工作過程分析:根據需要設定一個花房溫度值,由溫度檢測裝置測出花房的溫度,當花房的溫度低于設定的溫度值時,自動開啟加熱升溫裝置。
11.教材第111頁“小試驗,這是一個加入了人的控制因素的閉環控制系統,“臺燈照度控制系統”只是控制系統的一部分,整個系統的控制對象是臺燈,輸出量是桌面的照度,輸入量是一個合適的照度區間。其控制過程是:光敏電阻測量桌面的實際照度,并將其轉換為相應的電學量后返回到輸入端與合適的照度區間相對應的電學量相比較,若存在誤差就報警。再由人或自動裝置去改變燈的亮度,直到報警解除(誤差消除)。
如果單獨將“視力保護提醒器”視為一個控制系統,它只能是一個開環系統。系統的控制對象是揚聲器(報警喇叭),輸出量為喇叭響(報警)或不響,輸入量則是桌面的照度,一定的照度范圍和喇叭的響與不響相對應,這正符合開環控制的原理。
12.閉環控制系統能克服干擾,使被控量穩定在給定值范圍之內。
13.教材第112頁“案例分析”、“思考”
在此系統中,引起水位變化的因素只有進水量和出水量(包括蒸發量),出水量是不可控的,屬于干擾,進水量是可控的,因此,只有選擇進水量為控制量,沒有別的選擇。當然,控制進水量的途徑可以是改變進水閥的開度,也可以用改變進水閥前后的壓力來實現。由于水箱不一定要時刻都保持最高水位,可以改為當水位降至某個水位時開啟閥門,當水位升至最高水位時關閉閥門,只要進水量足夠大,也可以實現控制目標。這種控制系統是開環控制,設備要求相對簡單可靠。
如果是收集雨水的水箱,則進水量不可控。所以,在進行控制系統設計時,應對各個參數進行分析。
14.教材第113頁“案例分析”、“思考”
在加熱爐控制系統中,主要的干擾因素有加熱爐外環境溫度的變化和加熱器電壓的變化等。
系統通過熱電偶檢測實際爐溫,如與給定爐溫有偏差,控制器就會將這個偏差信號傳遞給加熱裝置,以升高或降低爐溫,使之向給定值變化,直到偏差消除,保證爐溫保持在給定范圍內。
15.教材第114頁“馬上行動”
從上表可以看出,對一個開環控制系統增加反饋裝置和比較環節就能構成一個閉環控制 系統。
16.功能模擬方法是用模型來實現一定功能和行為的方法。
功能模型是指以功能行為的相似為基礎而建立的模型。例如,獵手瞄準獵物的過程與自動火炮系統的功能行為是相似的,但二者的內部結構和物理過程是截然不同的。
17.教材第115頁“探究”
這個問題是在閱讀教材第115頁的閱讀材料“功能模擬方法的提出”的基礎上進行的探究。功能模仿方法就是用功能模型來模仿客體原型的功能和行為的方法。所謂功能模型就是以功能行為相似為基礎而建立的模型。功能模擬方法為仿生學、人工智能、價值工程提供了科學方法。
18.黑箱方法是通過對系統的輸入與輸出關系的研究推斷系統內部結構和功能的方法。通過觀測黑箱外部輸入信息(外界對黑箱的影響)和輸出信息(黑箱對外界的反應),研究和認識其功能、特性、結構、機理。例如,盧瑟福通過高速粒子沖擊原子(信息輸入黑箱)觀測粒子散射特征(黑箱輸出信息)以推測原子的內部結構。它根據觀測的輸入(因)和輸出(果)的數據建立黑箱模型(數學模型、框圖模型等)進行分析預測,化繁為簡。
黑箱方法便于研究那些既不能打開、又不能從外部直接觀察其內部狀態的系統,如只能通過信息的輸入、輸出來確定人們大腦的結構和參數,便于研究規模龐大、結構復雜、因素繁多、功能錯綜的系統,如生態系統、經濟系統、社會系統等。黑箱方法從綜合的角度為人們提供了一條認識事物的重要途徑。
19.教材第116頁“馬上行動”
利用輸入和輸出信息的變化來認識事物的功能和特性或推斷其內部結構,這種方法就是黑箱方法。這種方法在很多地方都能用到,例如:
(1)借助于專用的測試儀器向集成塊輸入信息,從集成塊輸出的信息來判斷集成塊的功能和質量的好壞。這也是一種黑箱方法。
(2)智商的測定,主要是測試人們對問題的回答是否敏捷。一個孩子如果對各種形象問題、語言問題、邏輯問題都能夠很好地解答,那就說明他的大腦發育很好,智商很高。
(3)用考試成績來判斷學習過程和狀況。
(4)用試劑來檢查溶液的酸堿度。
20.黑箱方法事例:
(1)啟動計算機,通過運行某類有特定意義的應用程序,來觀察計算機的基本性能。
(2)通過技術試驗測定某種鋼材的硬度,從而判斷其基本組成。
(3)選購彩色電視機,看圖像的清晰度、顏色;聽聲音;摸電視機外殼,感覺散熱情況,從而判斷電視機性能的好壞。
21.教材第116頁“練習”
第1題花房溫度控制的要求基本屬于恒溫控制。因此,它的溫度控制系統通常應設計為 閉環控制。其參考方框圖如下:
簡要工作過程:測溫裝置測量花房實際溫度,將其轉換為與設定溫度量綱相同的信號并與之比較得到誤差信號,誤差放大裝置將誤差信號放大后去推動增降溫裝置,實施增溫或降溫,使花房溫度向設定溫度趨近,直至誤差被消除。
冬季設定溫度為18℃,夏季設定溫度為25℃。
第2題在可調光臺燈中,人手調節臺燈旋鈕實際上是在改變臺燈內部可變電阻的阻值。根據電路原理,電壓一定,改變電阻,電路中的電流也隨之改變,因此燈泡的亮暗也隨之變化。
如果人調節旋鈕是為了獲得某一認定的合適的亮度,這時“人”作為某些環節加入到了控制過程之中,那么這時的控制就是一個人工閉環控制。其控制過程是:人眼檢測臺燈的實際亮度反饋到大腦,與認定的合適亮度進行比較,如果臺燈亮度較暗,大腦就會發出指令,讓手旋動旋鈕,使燈泡亮度增大;反之,就減小亮度。這種控制可能會反復進行,直至臺燈亮度滿意為止。方框圖如下:
當人感覺燈光暗時,通過調節臺燈的旋鈕使其變亮;當感覺燈光過強時,通過調節臺燈的旋鈕使其變暗。人眼的觀察相當于檢測環節。
第3題帆板是靠風推動帆來行駛的,要使帆板速度最快,必須轉動風帆,使之具有最大的迎風面積。由于風向是不定的,因此這是一個隨動控制。人對風向的觀察相當于這一控制系統中的檢測環節。其控制過程為:人同時觀測風向(由風標顯示)和風帆的角度,經過大腦的判斷,如果風帆的角度不符合風力最大的要求,則大腦指揮運動員轉動風帆,使之達到要求。在這個系統中,風帆是控制對象,風帆角度是被控量,風向是輸入量。只不過這個輸入量是一個隨時間而變化的未知函數。
如果要將帆板的控制構建成一個閉環自動控制系統,則既要安裝風向測量裝置,又要安裝風帆角度測量裝置,并使二者同步。兩個測量裝置將測得的結果同時輸入到計算控制裝置中,在這里得到誤差信號,還得增加一個根據誤差信號去轉動風帆的執行機構,以實現帆板的自動控制。
第四節
控制系統的設計與實施
1.本節重要概念:控制系統設計。
2.根據不同的設計需求,應該有對應的設計目標,要借鑒來自各方面的先進經驗,同時要有自己的設計創意。
以電熱毯設計為例,應有若干層發熱線和包覆層,控制器要實現調溫、定時、過熱熔斷保護、過熱控制保護和精確溫控等。要保證安全措施到位,工作穩定可靠,在此基礎上實現減少成本、舒適美觀、降低能耗等指標。
3.教材第119頁“案例分析”
這個案例是開環控制系統設計的實例,用以說明開環控制系統設計的過程與方法,體現控制系統設計的一般思路。教學中,要注意體現對需要明確的問題的分析方法的教學。
教學時可以讓學生探究:如果要求熱風擋又分強風擋和弱風擋,應該如何設計?
4.教材第120頁“案例分析”、“討論”
這個案例是閉環控制系統設計的實例,用于說明閉環控制系統設計的過程與方法,體現控制系統設計的一般思路。教學中,同樣要注意體現對需要明確的問題的分析方法的教學。
在抽水馬桶水箱自動控制系統的設計案例中,如果要節約用水,減少水箱每次沖水的量,你能設計哪幾種方案?
水箱一次的沖水量實際上是隨水箱的橫截面積和水位設定高度而變化的,即
沖水量一水箱橫截面積X設定高度
因此,要減少每次沖水量,應該從減少水箱橫截面積和設定高度人手。具體方案可以有:
①將杠桿支點右移,使浮球在較小的高度上關閉進水閥(圖見教材)。
②在水箱中放人比水重的物體,起到減小水箱平均截面積的作用。
③控制出水閥開啟的時間,使其在水未放完之前關閉出水閥。這相當于改變設定高度。
④在水箱中放置1-2塊磚頭,以減少水箱的實際蓄水量。
⑤設計兩種沖水方式,一種是半箱水沖洗,一種是整箱水沖洗。
5.教材第121~123頁“案例分析”、“思考”
教師可根據當地實際及本校、本班級的情況,選擇其他項目和材料進行設計。
這個案例也是開環控制系統設計的例子,可以采用升旗裝置模型進行設計。要注意使升旗至桿頂的時間與國歌播放時間同步的調試方法的教學。
各方案的特點是:
方案A在控制上采用機械裝置,對電子知識要求不高,但升旗和唱國歌的啟動需要人工同步,定時裝置的精度不高,容易產生不協調現象。
方案B此方案同樣有啟動不容易同步的問題,但定時器的精度較高。
方案C可以增加學生的知識面,但需要補充電子線路的知識,比較費時,課時難以保證。
方案D升旗和唱國歌同步啟動,由于CD唱機比較普遍,器材準備較其他方案容易。
因此,方案D實現比較容易。
其實,對升旗來說,可以采用人工控制。由升旗手觀察國旗位置和唱國歌的快慢,經判斷后來調整升旗速度以保證唱國歌結束時國旗到頂。
建議教師查閱相關電子類的書籍,指導學生識讀該案例中的電路圖。
6.教材第123頁“思考,鼓勵學生提出多種方案,對于典型的例子,可以交流意見、相互討論,教師作適當的點評。
7.教材第123頁“練習”
第1題本設計可以做得豐富多彩。圖中是流動的水驅動一小水車旋轉,小水車帶動一沖 錘做上下直線運動,同時流出的水又驅動另一小水車轉動,并帶動一個皮帶輪運動??
可以根據現有條件,設計出控制其他裝置的動作。
第2題這是一個開環控制系統的設計,每個同學都可以設計制作利用手搖裝置實現伸縮 控制的晾衣裝置。如果有條件,可以設計制作電動晾衣裝置。
8.教材第124頁“綜合實踐”
第1題該套裝置中,綜合運用了機械能轉化為電能及穩壓等技術原理,運用了蓄能、系統、穩壓和控制等多種技術。其簡要過程可用方框圖表示如下:
第2題對太陽能熱水器進行如下分析。
(1)一般家用太陽能熱水器溫度控制是如何實現的?
家用太陽能熱水器通常都是在出水的地方裝有冷水管和熱水管,使用時,通常采用不斷調節熱水管與冷水管的流量實現溫度控制。
(2)這是一個閉環控制系統,其中有一感溫元件不斷測量出水管內的水溫,當水溫低于某一值時,便切換到電加熱器加熱的狀態。
一般來說,賓館供應的熱水溫度要比較高,使客人有調節的余地,因此它必須保證熱水高于一定的溫度。其方法是設計一個閉環溫度控制系統,使供應的熱水不低于某一溫度。控制系統的工作過程大致如下:測溫裝置測量儲水箱熱水的溫度,當水溫低于某一給定溫度時,控制裝置將輸出一個信號去接通加熱裝置,使之給水箱加熱;當溫度高于給定溫度時,控制裝置就會切斷加熱器電源,停止加熱。這一過程的方框圖可以表示如下:
9.本單元小結可以自己設定思路進行總結,如采用表格式、圖示式、圖文并茂式等。
第二篇:通用技術習題及答案
通用技術(簡稱GT)在高中課程當中是指信息技術之外的,較為寬泛的、體現基礎性和通用性并與專業技術相區別的技術。通用技術習題及答案,歡迎閱讀參考。
河北省學業水平考試通用技術+答案
【單選題-1】
“汽車內部配備的安全氣囊和成人安全帶對兒童可能就是安全隱患”,汽車安全專家提醒“兒童乘客使用標準安全帶
最好配以兒童增高坐墊,坐在副駕駛位置時必須關閉安全氣囊”。這說明技術具有(B)
①專利性;②兩面性;③目的性;④創新性。
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
【單選題-2】
具有MP4 功能的手機要求能夠長時間播放視頻節目,這種設計要求電池的容量要大、體積要小,這促使電池生產廠家
加快研發高能微型電池。這個案例說明(A)
A.設計創新促進了技術的發展B.設計與技術的發展無關C.技術總是無法滿足設計的要求
D.技術的發展不需要設計
【單選題-3】
人類經歷了使用簡單工具進行零件手工加工、使用傳統車床進行零件機械加工、使用數控車床進行工程設備的機械加
工等階段。這樣的發展過程屬于(B)
A.技術產生B.技術革新C.科學發現D.技術跳躍
【單選題-4】
近年來我國各地積極大力種植碳匯林,推廣碳匯經濟,森林碳匯是指森林植物吸收大氣中的二氧化碳并將其固定在植
被或土壤中,從而減少該氣體在大氣中的濃度。這(C)
A.說明人們找到了一種新的經濟增長模式
B.說明人們可以不要再種經濟作物了
C.體現了人們依靠技術利用自然和改造自然,并與自然和諧相處的友好關系
D.說明碳匯林會給地球帶來很大的污染
【單選題-5】
1769 年,瓦特在大量試驗的基礎上研制了第一臺單動式蒸汽機,引發了第一次工業革命,同時由于技術具有(A),讓他成為一個富有的名人資本家
A.創新性B.目的性C.綜合性D.專利性
【單選題-6】
某產品由拖把、洗滌桶,甩干裝置組成(如圖所示)。該拖把形態新穎,操作方便,握把舒適,但拖地效果一般。腳
踩踏 板經傳動裝置轉動甩干筐可甩干拖把,但踏板與傳動裝置容易膠離,導致無法工作,而且損壞之后不易維修。因
踏板與傳動裝置容易脫離,若要改進該部分結構,一般不需要考慮的因素是(D)
A.濕拖把的最大質量B.腳踩力的大小C.傳動裝置的結構D.洗滌桶的質量大小
【單選題-7】
汽車貼防爆膜,其具有很強的吸附力,當意外發生,玻璃破裂時可以粘合散裂的玻璃片,保護駕乘人員免受玻璃碎片的割傷。這是考慮了人機關系中的(D)
A.高效目標B.健康目標C.舒適目標D.安全目標
【單選題-8】
第三篇:物流裝備與技術習題與答案
物流裝備與技術習題與答案
(一)判斷題(正確的用√表示,錯誤的用×表示)
1.實踐證明,先進的物流技術和先進的物流管理提高物流能力推動現代物流迅猛發展的兩個車輪,二者缺一不可。(√)
2.物流理念是物流系統水平先進與否的主要標志。(×)3.汽車起重機屬于一種專用起重機。(×)4.建筑塔式起重機屬于一種通用起重機。(×)
5.非連續運輸機械一般沿著規定的方向,間斷地進行物料輸送,如振動輸送機、各式給料機、錕式輸送機。(×)
6.料倉、料斗、閥門、除鐵器、計量裝置、料位計屬于裝卸搬運技術裝備的附屬裝置。(√)7.額定起重量Q是指起重機能吊起的物料質量,單位為kg或t。(×)
8.橋式類起重機大車運行軌道中心線之間的水平線,稱為幅度R,單位為米。(×)9.運輸機械可按照用途、結構形式、工作原理等分為輸送機械、裝卸機械和給料機械。(√)10.應用最廣的運輸機械是帶式運輸機,對各種離角度的輸送都能適應。(√)
11.連續輸送機有固定式和移動式兩類,使用與運輸重量很大的單量物品,可以自行取貨。(×)
12.對于高層貨架倉庫用高貨位揀選式叉車比較適合,其起升高度一般可達13米。(√)13.倉儲技術裝備按照作業方式分為搬運機械設備、起重吊裝機械、存取設備。(√)14.低層型堆垛起重機的起升高度在5米——15米之間。(×)15.高架叉車屬于一種有軌堆垛機。(×)
16.普通叉車的作業靈活性高于有軌巷道堆起重機。(√)18.無軌巷道堆起重機的靈活性高于有軌巷道堆起重機。(√)19.普通叉車的自動化程度高于有軌巷道堆起重機。(×)
20.按庫房高度分類,高架倉庫可分為高層、中層和地層三種,一種認為10米——20米較佳。(√)
21.集裝箱是為便于物品運送而專門設計的,在一種或多種運輸方式中無須中途換裝,集裝箱具有耐久性而能反復使用,設有便于搬運和裝卸的裝置。(√)22.罐式集裝箱是專運散料的集裝箱。(×)
23.集裝箱的尺寸按國際標準化組織和國際標準分類,國際標準幾轉向系列共分13種。(√)24.岸邊集裝箱裝卸具有效率高、車船作業方便、使用性強的優點,是集裝箱碼頭前言進行集裝箱船舶裝卸的主要專用機械。(√)25.物流現代化的標志是集裝單元化。(√)
26.包裝呆板找在流通過程中的作用分為內銷產品包裝、出口產品包裝和特殊產品包裝。(×)27.我國聯運托盤大多采用平托盤,以便于叉車、貨架、倉庫的標準化。(√)28.平托盤的主要特點是防護能力強,可有效防止塌垛,防止貨損。(×)
(二)單選題 1.下列哪種情形下不體現物流技術裝備配置的合理性原則(D)。
A.在機械化的過程中考慮系統目標和實際情況
B.選用物流技術及其裝備以適用為主,使設備性能滿足系統要求,以保證設備充分利用,防止設備閑置浪費
C.在物流系統中注意整個系統各環節的銜接,集成化與配套化使用
D.在物流系統中,采用標準化物流技術及其設備、器具,可以降低設備和器具和管理費用,提高物流作業的機械化水平,提高物流系統效率和經濟效益 2.下列不屬于裝卸搬運技術裝備應用特點的是(B)。
A.適應性強 B.單位成本高 C.設備能力強 D.機動性較差 3.門式起重機屬于(B).A.輕小型類起重機械 B.橋式類起重機械 C.臂架類起重機械 D.堆垛類起重機械 4.流動式和軌道式起重機械的分類是按(C)。
A.綜合特性分類 B.用途分類 C.使用場合分類 D.體積大小分類
5.反映起重機械繁忙程度和載荷輕重程度的參數是(A)。
A.工作級別 B.輪壓 C.起重力矩 D.起升高度 6.下列屬于輸送機械的是(B)。
A.堆料機 B.斗式提升機 C.機船 D.翻車機
7.下列運輸機械中與其他三種不是同一類型的是(C)。
A.氣力輸送機 C.斗式提升機 C.機船 D.輥子輸送機
8.中短距離曲線路徑輸送需烘干的稻谷,可應用下列哪種機械(D)。
A.板式輸送機 C.刮板式輸送機 C.托盤搬運車 D.氣力輸送機 9.下列不屬于堆垛用起升車輛的是(C)。
A.平衡重式叉車 C.插腿式叉車 C.托盤搬運車 D.托盤式垛車 10.應用最廣泛的叉車是(A).A.平衡重式叉車 C.插腿式叉車 C.內燃式叉車 D.前移式叉車
11.適合于窄道作業,有利于搬條形貨物的叉車是(D)。
A.內燃式叉車 C.電動式叉車 B 插腿式叉車 D.側面式叉車 12.自動導向搬運車系統的英文縮寫是(A);
A.AGVS C.ABS C.AS/RS D.PLC 13.下列關于貨架說法不正確的是(C)。
A.移動式貨架可節省通道面積,有普通商品貨架和移動式托盤貨架兩種類型。B.重力式貨架的優點是保證貨物的先進先出、空間利用率極高、進出貨式叉車或巷道堆垛機行程最短。
C.旋轉式貨架適于單一大批量物品的存取,易管理,投資少。D.旋轉式貨架揀貨路線短,揀貨效率高,便于庫存管理。14.大型庫的庫容量為(D)。
A.2000托盤以上 C.3000托盤以上 B.4000托盤以上 D.5000托盤以上 15.下列說法不正確的是(D)。
A.集裝既是一種包裝形式,又是一種運輸或儲存形式。
B.集裝單元化的實質是要形成集裝單元化系列,即由貨物單元、集裝器具、物料搬運技術裝備設備和輸送設備等組成的系統。
C.集裝單元化是will系統的核心內容和主要方式。
D.集裝單元化適合于小批量、短距離輸送的物資,是采用自動化管理的現代科學技術。16.托盤中使用量最大的是(A)。
A.平托盤 C.柱式托盤 B.箱式托盤 D.輪式托盤
17.平托盤按叉車插入方式分類如下。較為靈活的是(D)。
A.單向叉入型 C單面使用型 B..三向叉入型 D.四向叉入式 18.塑料紙平托盤一般是(C)。
A.單面型 B.單面使用型 C.雙面使用型 D.單面單翼型
(三)多選題
1.物流搬運技術裝備的主要作用有(ABCDE)。
A.提高裝卸效率,節約勞動力,減輕裝卸工人勞動強度,改善勞動條件 B.縮短作業時間,加速車輛周轉 C.提高裝卸質量
D.降低物流搬運作用成本
E.充分利用貨位,加速貨物周轉,減少貨物堆碼的場地面積 2.下列屬于臂架起重機械的有(ABCDE)。A.桅桿起重機 B.甲板起重機 C.流動起重機 D.門座起重機 E.浮式起重機
3.起重機的工作速度有(ABC)。A.起升速度 B.變幅速度 C.旋轉速度 D.變頻速度 E.下落速度
4.下列運輸機械中能用于中短距離需傾斜給料的機械有(ABC)。A.帶式輸送機 B.刮板式輸送機 C.埋刮板式輸送機 D.斗式提升機 E.棍子輸送機
5.帶式輸送機布置形式有(ABCDE)。A.水平式 B.傾斜式
C.帶凸弧曲線式 D.帶凹弧曲線式 E.帶凸凹弧曲線式
6.下列關于貨架說法正確的是(ABCD)。A.貨柜式貨架一般用于儲存小件、零件貨物
B.托盤式貨架用來存放裝有貨物托盤的貨架,可實現機械化裝卸作業,便于單元化存取 C.懸臂式貨架用于長條形材料存放 D.貫通式貨架屬于通道式貨架的一種
E.所有的通道式貨架均提高所使用不同的機械類型預留一定寬帶的通道,便于機械化操作 7.下列屬于立體倉庫中運用的主要作業設備的有(ABC)。A.有軌巷道堆垛起重機 B.無軌巷道堆垛起重機 C.普通叉車 D.牽引車 E.振動輸送機
8.現代分揀系統的基本構成包括(ABCE)。A.前處理設備 B.分揀運輸機系統 C.后處理設備 D.給料系統 E.控制裝置及計算機管理
9.下列屬于通用分揀機的有(AB)。A.翻盤式分揀機 B.膠帶分揀機 C.懸掛式分揀機 D.電子稱量分揀機 E.信函自動分揀系統
10.高架倉庫按其在生產和流通中的作用可分為(AB)。A 單純儲存高架倉庫 B 陪送中心式高架倉庫 C 整體式高架倉庫 D 分離式高架倉庫 E 大型倉庫
11.下列關于自動倉儲系統發展趨勢說法正確的有(ABCDE)。A 自動化程度不斷提高 B 與工藝流程結合更為緊密 C 儲存貨物品種多樣化 D 提高倉儲入庫周轉率 E 提高倉庫運轉的可靠性和安全性及降低燥聲 12.下列屬于特種專用托盤的有(ABCE)。A 航空托盤 B 油桶專用托盤 C 長尺寸物托盤 D 高密度合成板托盤 E 托盤貨架式托盤
13.我國聯運托盤的規格尺寸主要有(BCE)。A 800mm×800mm B 800mm×1000mm C 800mm×1200mm D1000mm×1000mm E1000mm×1200mm
(四)間答題
1.簡述物流技術及其裝備在物流系統中的地位和作用
答:1.物流技術及其裝備是提高物流系統效率的主要手段;2.物流技術及其裝備是反映物流系統水平的主要標志;3.物流技術及其裝備是構筑物流系統的主要成本因素。2.簡述叉車及其特點
答:叉車又稱鏟車,叉車取貨機,是物流領域最常見的具有裝卸 搬運雙重功能的機械。它以貨叉作為主要的取貨裝置,依靠液壓起升 升降貨物,由輪胎式形式系統實現貨物的水平搬運。
叉車的特點是具有很強的通用性,具有裝卸和搬運的雙重功能,很強的靈活性。3.簡述倉儲機械的特點
答:1.倉儲機械技術裝備一般在物流據點內工作,其作用場所較固定,工作范圍相對較小,運行路線較固定;2.安全性、節能性、環保性 經濟性要求高;3.機械化、自動化程度高;4.專業化和標準化程度高。4.簡述貨架的作用和分類
答:貨架是一種架勢結構物,可充分利用倉庫空間,提高庫容利用率,擴大倉庫儲存能力,使存入貨架的貨物互不擠壓,損耗降低;同時存取方便,便于清點及計量,提高物資存儲質量。貨架的種類有通道式貨架、移動式貨架、重力式貨架和旋轉式貨架。5.簡述自動倉儲系統的概念和優點
答:自動倉儲系統(AS/RS)是指采用高層貨架儲存貨物,用起重、裝卸、運輸機械設備進行貨物出庫和入庫作業的系統。
其優點:1.能大幅度地減少占地面積和提高庫容;2.提高倉庫出入庫頻率;3.提高倉庫管理水平;4.容易實現先入先出,減少貨損;5.采用自動化技術后,能較好的適應黑暗、有毒、低溫等特殊場合的需要。6.簡述集裝單元化原則
答:1.集裝單元器具標準化原則;2.集裝單元化的通用化、系統化、配套化原則;3.集裝單元化的集散化、直達化、裝滿化原則;4.集裝單元化的效益化原則。7.簡述包裝的定義和功能
答:包裝是為在流通過程中保護產品,方便儲運,促進銷售,按一定技術方法而采用的容器、材料及輔助物的總體名稱,也只為了達到上述目的而采取容器、材料和輔助物的過程中施加一定技術方法的操作活動,其功能在于:1.保護產品;2.方便儲運;3.促進銷售。8.簡述托盤的應用
答:托盤有托盤聯運和專用托盤兩種。
托盤聯運是托盤的重要使用方式,又稱一貫托盤運輸,是指將載貨托盤貨體,從發貨人開始,通過裝卸、運輸、轉運、保管、配送等物流環節,將托盤貨體原封不動地送達收貨人的一種“門到門”運輸方法。
專用托盤是按某一領域的要求,在這一領域的各個環節,采用專用托盤作為貫通一氣的手段,實際上是這一領域的托盤聯運。
(五)論述題
1.物流技術裝備應用配置原則
答:1)物流技術裝備配置的合理性原則;2)物流系統運作的快速性、及時性、準確性和經濟性原則;3)選用物流工器具和設備的標準化原則;4)具有較強的靈活性、適應性原則;5)充分利用空間;6)減少人員的搬運。2.試述堆垛起重機的類型和工作特點
答:堆垛起重機按照機構不同可分為橋式堆垛起重機和巷道堆垛起重機。
橋式堆垛機起重機具有起重機和叉車的雙重結構的特點,具有橋架和回小車。貨架和倉庫頂棚之間需要一定的空間,但受到立柱高度的限制的作業高度不高,主要適用于12米以下中等跨度的倉庫中笨重和長大物料的搬運和堆垛。
巷道堆垛起重機沿著貨架倉庫巷道內的軌道進行,作業高度提高,適用于各種高度的高層貨架倉庫,可以實現半自動、自動和遠距離集中控制。3.試述集裝單元化的概念和特點
答:集裝單元化是以集裝單元為組織基礎的裝卸、搬運、儲存和運輸等物流活動的方式。集裝單元化的特點:是1)通過標準化、通用化配套化和系統化,實現物流功能作業的機械化、自動化;2)物品的移動簡單、減少重復搬運次數、縮短作業時間和提高效率、裝卸機械的機動性增強;3)改善勞動條件、降低勞動強度和提高勞動生產率和物流載體利用率;4)物流各功能環節中便于銜接、容易進行物品的數量檢驗,清點交接簡便,減少差錯;7)能有效地保護物品,防止物品的破損、污損和丟失;8)集裝單元化的缺點是作業有間歇、需要寬闊的道路和良好的路面、托盤和集裝箱自身的體積及重量的原因,是物品的有效裝卸減少。
4.試述托盤的概念和特點 答:托盤是指為了使物品能有效地裝卸、運輸、保管,將其按照一定的數量組合放置于一定形狀的臺面上,這種臺面有供叉車從下部叉入將臺板托起的叉入口,以這種結構為基本結構的平板臺板和在這種基本機構基礎上所形成的,各種形式的集裝箱都可稱為托盤。托盤的特點有:1)自重量小,用于裝卸、運輸托盤本身所消耗的勞動較小,無效運輸及裝卸相比較集裝箱要小;2)返空容易,返空時占用運力很少,由于托盤運價不高又很容易相互替代,互以對方托盤抵補。無須向集裝箱那樣必有固定歸屬者,返空比集裝箱容易;3)裝盤容易。不需要向集裝箱那樣深入到箱體內部,裝盤后可采用捆扎、緊包等技術處理,使用時簡便;4)裝載量有限,裝載量雖較集裝箱小,但也能集中一定數量,比一般包裝的組合量大;5)保護性比集裝箱差,露天存放困難,需要有倉庫等配套設施。5.試述包裝技術裝備的作用
答:包裝技術裝備的作用在于:1.大幅度地提高生產效率;2.改善勞動條件,降低勞動強度;3.節約原材料,降低產品成本;4.保證產品衛生,提高包裝質量;5.降低包裝成本,節約儲存費用;6.延長保質期,方便產品流通;7.減少包裝場地面積,節約基建投資。8.自動分揀系統一般由哪幾個部分組成?基本技術要求有哪些?
答:現代分揀系統的基本構成包括前處理設備(混雜一起的物品的入)、分揀運輸機系統和后處理設備(分揀后物品的輸出)、控制裝置計算機管理等四部分組成。
(1)前處理設備。指在分揀機之前向分揀機輸送分揀物的進給臺及 輔助性運輸機和作臺等。進給臺的主要功能有兩個:1)操作人員用輸入裝置將各個分揀物的目的地址送入分揀系統,作為該物品的分揀作業命令;2)控制分揀物進入分揀機的時間和速度,保證分揀機準確的進行分揀。其他輔助性輸送機則是向進給臺輸送分揀物,可根據分揀 現場的要求和條件進行。
(2)分揀機。分揀機是分揀系統的核心設備,主要用來將分揀物分到規定場地的分流處理。由于不同行業、不同部門的分揀對象在尺寸、質量和外形等方面都有很大的差別,對分揀方式、分揀速度、分揀口多少等要求也不相同,因此分揀機的種類也很繁雜。采用不同的分揀配置不同的前處理設備和后處理設備,可以組成適合各種不同需要分揀系統。(3)后處理設備。指設置在分揀機后面的分揀溜槽及其他輔助設備,通常在分揀機的每一個出口設置一個分揀溜槽,每一個溜槽儲存同個分揀目的地的分揀物。分揀溜槽越多,可以同時進行分揀的目的地也越多,分揀系統服務的范圍就越大。通常采用鋼板或塑料制成的光溜槽,也有采用帶子的溜槽,還有的采用分岔溜槽來增加分揀口量。分揀物通常是從溜槽出口由人工收集和裝車發運,也有的利用伸縮帶式輸送機或其他輸送機組成后處理系統,以提高分揀效率。
(4)控制裝置及計算機管理。自動分揀系統的基本技術要求有:1)能夠迅速準確地分揀物品,且分揀差錯率低;2)分揀能力強;3)分揀系統對分件物品的大小、形狀、質量、包裝形式及材質等因素的適應范圍要寬;4)工作是對分揀物品的沖擊和震動要小;5)分揀作業中操作人輸入分揀命令簡單方便;6)自動控制和計算機管理的功能完善,性能安全可靠。
第四篇:高電壓技術習題與答案
第一章
氣體放電的基本物理過程
一、選擇題
1)
流注理論未考慮的現象。
A.碰撞游離 B.表面游離 C.光游離 D.電荷畸變電場
2)
先導通道的形成是以的出現為特征。
A.碰撞游離 B.表面游離 C.熱游離 D.光游離
3)
電暈放電是一種。
A.自持放電
B.非自持放電
C.電弧放電
D.均勻場中放電
4)
氣體內的各種粒子因高溫而動能增加,發生相互碰撞而產生游離的形式稱為。
A.碰撞游離
B.光游離
C.熱游離
D.表面游離
5)
______型絕緣子具有損壞后“自爆”的特性。
A.電工陶瓷
B.鋼化玻璃
C.硅橡膠
D.乙丙橡膠
6)
以下哪個不是發生污閃最危險的氣象條件?
A.大霧
B.毛毛雨
C.凝露
D.大雨
7)
污穢等級II的污濕特征:大氣中等污染地區,輕鹽堿和爐煙污穢地區,離海岸鹽場3km~10km地區,在污閃季節中潮濕多霧但雨量較少,其線路鹽密為。
A.≤0.03
B.>0.03~0.06
C.>0.06~0.10
D.>0.10~0.25
8)
以下哪種材料具有憎水性?
A.硅橡膠
B.電瓷
C.玻璃
D金屬
二、填空題
9)
氣體放電的主要形式:、、、、10)
根據巴申定律,在某一PS值下,擊穿電壓存在值。
11)
在極不均勻電場中,空氣濕度增加,空氣間隙擊穿電壓。
12)
流注理論認為,碰撞游離和
是形成自持放電的主要因素。
13)
工程實際中,常用棒-板或
電極結構研究極不均勻電場下的擊穿特性。
14)
氣體中帶電質子的消失有、復合、附著效應等幾種形式
15)
對支持絕緣子,加均壓環能提高閃絡電壓的原因是。
16)
沿面放電就是沿著
表面氣體中發生的放電。
17)
標準參考大氣條件為:溫度,壓力
kPa,絕對濕度
18)
越易吸濕的固體,沿面閃絡電壓就越______
19)
等值鹽密法是把絕緣子表面的污穢密度按照其導電性轉化為單位面積上__________含量的一種方法
20)
常規的防污閃措施有:
爬距,加強清掃,采用硅油、地蠟等涂料
三、計算問答題
21)
簡要論述湯遜放電理論。
22)
為什么棒-板間隙中棒為正極性時電暈起始電壓比負極性時略高?
23)
影響套管沿面閃絡電壓的主要因素有哪些?
24)
某距離4m的棒-極間隙。在夏季某日干球溫度,濕球溫度,氣壓的大氣條件下,問其正極性50%操作沖擊擊穿電壓為多少kV?(空氣相對密度)
25)
某母線支柱絕緣子擬用于海拔4500m的高原地區的35kV變電站,問平原地區的制造廠在標準參考大氣條件下進行1min工頻耐受電壓試驗時,其試驗電壓應為多少kV?
第二章
氣體介質的電氣強度
一、選擇題
1)
SF6氣體具有較高絕緣強度的主要原因之一是______。
A.無色無味性 B.不燃性 C.無腐蝕性 D.電負性
2)
沖擊系數是______放電電壓與靜態放電電壓之比。
A.25% B.50% C.75% D.100%
3)
在高氣壓下,氣隙的擊穿電壓和電極表面______有很大關系
A.粗糙度
B.面積 C.電場分布 D.形狀
4)
雷電流具有沖擊波形的特點:______。
A.緩慢上升,平緩下降
B.緩慢上升,快速下降
C.迅速上升,平緩下降 D.迅速上升,快速下降
5)
在極不均勻電場中,正極性擊穿電壓比負極性擊穿電壓______。
A..小
B.大
C.相等
D.不確定
二、填空題
6)
我國國家標準規定的標準操作沖擊波形成______。
7)
極不均勻電場中,屏障的作用是由于其對______的阻擋作用,造成電場分布的改變。
8)
下行的負極性雷通常可分為3個主要階段:、、。
9)
調整電場的方法:______電極曲率半徑、改善電極邊緣、使電極具有最佳外形
三、計算問答題
10)
保護設備與被保護設備的伏秒特性應如何配合?為什么?
11)
某1000kV工頻試驗變壓器,套管頂部為球形電極,球心距離四周墻壁均約5m,問球電極直徑至少要多大才能保證在標準參考大氣條件下,當變壓器升壓到1000kV額定電壓時,球電極不發生電暈放電?
12)
一些鹵族元素化合物(如SF6)具有高電氣強度的原因是什么?
第三章
液體和固體介質的電氣特性
一、選擇題
1)
電介質按極性強弱分類,在下面的介質中,弱極性電介質有______,中性電介質有______,強極性電介質有______。
A.H2
B.N2
C.O2
D.CO2
E.CH4
F.空氣
G.水
H.酒精
I.變壓器油
J.蓖麻油
2)
按照國家標準GB11021-1989“電氣絕緣的耐熱性評定和分級”將各種電工絕緣材料耐熱程度劃分等級,以確定各級絕緣材料的最高持續工作溫度。其中A級絕緣材料的最高持續溫度是______,F級絕緣材料的最高持續溫度是______。
A.90
B.105
C
.120
D.130
E.155
F.180
二、填空題
3)
影響液體電介質擊穿電壓的因素有______、______、______、______、______。
4)
固體介質的擊穿形勢有______、______、______。
5)
電介質是指______,根據化學結構可以將其分成______、______、______。
6)
電介質極化的基本形式有______、______、______、______、______。
7)
介質損失角正切的計算公式是_______,表示______。
8)
一般來說,標準電容器采用______絕緣,電力電容器采用______絕緣,為什么?
9)
兩個標準油杯,一個是含雜質較多的油;另一個是含雜質較少的油,試問:(1)當施加工頻電壓時,兩杯油擊穿電壓______。(2)當施加雷電沖擊電壓時,兩杯油擊穿電壓______,是因為______。
10)
纖維等雜質對極不均勻電場下變壓器的擊穿電壓影響較小,這是因為______。
11)
介質熱老化的程度主要是由______和_______來決定的。
12)
轉向極化程度與電源頻率和溫度有關,隨著頻率的增加,極化率______,隨著溫度的增加,極化程度______。
13)
純凈液體介質的擊穿理論分為______和_______。
14)
影響固體介質擊穿電壓的主要因素有______、______、______、______、______。
三、計算問答題
15)
測量絕緣材料的泄漏電流為什么用直流電壓而不用交流電壓?
第四章
電氣設備絕緣預防性試驗
一、選擇題
1)
下面的選項中,非破壞性試驗包括______,破壞性實驗包括______。
A.絕緣電阻試驗
B.交流耐壓試驗
C.直流耐壓試驗
D.局部放電試驗
E.絕緣油的氣相色譜分析
F.操作沖擊耐壓試驗
G.介質損耗角正切試驗
H.雷電沖擊耐壓試驗
二、填空題
2)
根據絕緣特征的診斷規則的不同,可將診斷方法可以分為______、______、______。
3)
當絕緣良好時,穩定的絕緣值______,吸收過程相對_______;絕緣不良或受潮時,穩定的絕緣電阻值______,吸收過程相對______。
4)
測量泄漏電流的方法有______和_______。其中______測量泄漏電流更好,因為______。
5)
目前實用的局部放電測量的方法,使用得最多的測量方法是______、______、______。
6)
在局部放電測量中,稱為______,是指______。
7)
用阻抗法進行局部放電測量,阻抗Z的位置很重要,根據Z位置不同,可以分為______和______。如果試樣電容很大的話,這里應該使用______,因為______。
8)
在對電力設備絕緣進行高電壓耐壓試驗時,所采用的電壓波形有______、______、______、______。
三、計算問答題
9)
正接法和反接法西林電橋各應用在什么條件下?
10)
如圖所示,介質的三電容模型,試推導說明視在放電電荷量q與介質中真實放電電荷qr之間的關系,要求寫出推導過程。
第五章
絕緣的高壓試驗
一、選擇題
1)
用銅球間隙測量高電壓,需滿足那些條件才能保證國家標準規定的測量不確定度?
A
銅球距離與銅球直徑之比不大于0.5
B
結構和使用條件必須符合IEC的規定
C
需進行氣壓和溫度的校正
D
應去除灰塵和纖維的影響
2)
交流峰值電壓表的類型有:
A電容電流整流測量電壓峰值
B整流的充電電壓測量電壓峰值
C
有源數字式峰值電壓表
D
無源數字式峰值電壓表
3)
關于以下對測量不確定度的要求,說法正確的是:
A
對交流電壓的測量,有效值的總不確定度應在±3%范圍內
B
對直流電壓的測量,一般要求測量系統測量試驗電壓算術平均值的測量總不確定度應不超過±4%
C
測量直流電壓的紋波幅值時,要求其總不確定度不超過±8%的紋波幅值
D
測量直流電壓的紋波幅值時,要求其總不確定度不超過±2%的直流電壓平均值。
4)
構成沖擊電壓發生器基本回路的元件有沖擊電容C1,負荷電容C2,波頭電阻R1和波尾電阻R2,為了獲得一很快由零上升到峰值然后較慢下降的沖擊電壓,應使______。
A.C1>>C2、R1>>R2 B.C1>>C2、R1<<R2
C.C1<<C2、R1>>R2 D.C1<<C2、R1<<R2
5)
用球隙測量交直流電壓時,關于串接保護電阻的說法,下面哪些是對的?
A
球隙必須串有很大阻值的保護電阻
B
串接電阻越大越好
C
一般規定串聯的電阻不超過500Ω
D
沖擊放電時間很短,不需要保護球面。
6)
電容分壓器的低壓臂的合理結構是______。
A低壓臂電容的內電感必須很小
B
應該用同軸插頭,插入低壓臂的屏蔽箱
C
電纜輸入端應盡可能靠近電容C2的兩極。
D
abc環路線應該比較長
7)
標準規定的認可的沖擊電壓測量系統的要求是:
A
測量沖擊全波峰值的總不確定度為±5%范圍內
B
當截斷時間時,測量沖擊截波的總不確定度在±5%范圍內
C當截斷時間時,測量沖擊電壓截波的總不確定度在±4%范圍內
D測量沖擊波形時間參數的總不確定度在±15%范圍內
8)
光電測量系統有哪幾種調制方式:
A
幅度-光強度調制(AM-IM)
B
調頻-光強度調制(FM-IM)
C
數字脈沖調制
D
利用光電效應
二、填空題
9)
交流高電壓試驗設備主要是指______。
10)
試驗變壓器的體積和重量都隨其額定電壓值的增加而急劇增加,試驗變壓器的額定容量Pn應按______來選擇。
11)
在電壓很高時,常采用幾個變壓器串聯的方法,幾臺試驗變壓器串聯的意思是______。
12)
如果串級數為n,串級變壓器整套設備的裝置總容量W裝為______,隨著串級數的增加,裝置的利用率明顯下降,一般串級數n______。
13)
串級數為4級試的串級試驗變壓器的利用率為______。
14)
試驗變壓器容性試品上的電壓的電壓升高,分為______和______。
15)
利用高壓實驗變壓器產生操作沖擊波,而不用沖擊電壓發生器來產生沖擊波,是因為______。
16)
電力系統外絕緣的沖擊高壓試驗通常可以采樣15次沖擊法,即是______。
17)
用高壓靜電電壓表測量穩態高電壓的優點是______;缺點是______。
18)
沖擊電壓發生器的原理是______。
19)
在沖擊電壓發生器的等效電路中,若考慮回路電感效應,為獲得非振蕩沖擊波的條件是_________
20)
沖擊電流的試驗設備的功用是______。
21)
測量沖擊大電流的儀器有______和______。
22)
實驗室測量沖擊高電壓的方法有______。
23)
影響球隙測量電壓的可靠性的因素有______和______。
24)
常用的沖擊電壓分壓器有______。
25)
為了補償分壓器的對地電容,在分壓器的高壓端安裝一個圓傘形______。
三、計算問答題
26)
一臺測工頻高電壓的電阻分壓器,額定電壓為100kV(有效值),阻值為4MΩ,對地雜散電容為1000pF,求由雜散電容引起的峰值和相位測量誤差,以及在額定測量電壓下熱耗的功率值。
27)
壓充電標準電容器有什么功用?
28)
高壓直流分壓器的選擇原則是什么?
29)
35kV電力變壓器,在大氣條件為,℃
時做工頻耐壓試驗,應選用球隙的球極直徑為多大?球隙距離為多少?
30)
怎樣選擇試驗變壓器的額定電壓和額定容量?設一被試品的電容量為4000pF,所加的試驗電壓有效值為400kV,試求進行這一工頻耐壓試驗時流過試品的電流和該試驗變壓器的輸出功率。
31)
高壓實驗室中被用來測量交流高電壓的方法常用的有幾種?
32)
在說明多極沖擊電壓發生器動作原理時,為什么必須強調裝置對地雜散電容所起的作用?
33)
某沖擊電壓發生器的等效電路如圖8-13所示。已知C1為20nF,C2為2nF,阻尼電阻Rd為100Ω,若要獲得標準雷電沖擊波形,設暫不計L的影響,請用近似公式計算Rf,Rt。
34)
沖擊電流波形有哪兩類?
35)
對兩類沖擊波,中國和IEC標準怎么規定的?
36)
簡述沖擊電流發生器的基本原理。
37)
名詞解釋:50%放電電壓
38)
簡述對沖擊電壓測量系統響應特性的要求。
39)
測量高電壓的弱電儀器常受一些電磁干擾,干擾來源主要有哪些?
40)
簡述高電壓試驗時的抗干擾措施。
41)
利用試驗變壓器產生操作沖擊電壓波以及電力變壓器進行感應操作沖擊電壓波試驗時,為什么波長時間TZ與鐵心中的起始磁通量和鐵心的飽和磁通量相關?
42)
串級倍壓直流高壓裝置的串級數受到什么因素的制約?
第六章
輸電線路和繞組中的波過程
一、選擇題
1)
波在線路上傳播,當末端短路時,以下關于反射描述正確的是______。
A.
電流為0,電壓增大一倍
B.
電壓為0,電流增大一倍
C.
電流不變,電壓增大一倍
D.
電壓不變,電流增大一倍
2)
下列表述中,對波阻抗描述不正確的是______。
A.
波阻抗是前行波電壓與前行波電流之比
B.
對于電源來說波阻抗與電阻是等效的C.
線路越長,波阻抗越大
D.
波阻抗的大小與線路的幾何尺寸有關
3)
減少絕緣介質的介電常數可以______電纜中電磁波的傳播速度。
A.降低
B.提高
C.不改變
D.不一定
二、填空題
4)
電磁波沿架空線路的傳播速度為______。
5)
傳輸線路的波阻抗與______和______有關,與線路長度無關。
6)
在末端開路的情況下,波發生反射后,導線上的電壓會______。
7)
波傳輸時,發生衰減的主要原因是______、______、______。
8)
Z1、Z2兩不同波阻抗的長線相連于A點,行波在A點將發生折射與反射,反射系數的β取值范圍為______。
三、計算問答題
9)
簡述波傳播過程的反射和折射。
10)
波阻抗與集中參數電阻本質上有什么不同?
11)
彼得遜法則的內容、應用和需注意的地方。
第七章
雷電放電及防雷保護裝置
第八章
電力系統防雷保護
一、選擇題
1)
根據我國有關標準,220kV線路的繞擊耐雷水平是______。
A.12kA
B.16kA
C.80kA
D.120kA
2)
避雷器到變壓器的最大允許距離______。
A.
隨變壓器多次截波耐壓值與避雷器殘壓的差值增大而增大
B.
隨變壓器沖擊全波耐壓值與避雷器沖擊放電電壓的差值增大而增大
C.
隨來波陡度增大而增大
D.
隨來波幅值增大而增大
3)
對于500kV線路,一半懸掛的瓷絕緣子片數為______。
A.24
B.26
C.28
D.30
4)
接地裝置按工作特點可分為工作接地、保護接地和防雷接地。保護接地的電阻值對高壓設備約為______
A.0.5~5
B.1~10
C.10~100
D小于1
5)
在放電廠和變電站中,對直擊雷的保護通常采用哪幾種方式?
A.
避雷針
B.
避雷線
C.
并聯電容器
D.
接地裝置
二、填空題
6)
落雷密度是指______。
7)
雷電波的波頭范圍一般在______到______范圍內,在我國防雷設計中,通常建議采用______長度的雷電流波頭長度。
8)
埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置,其作用是______。
9)
中等雷電活動地區是指該地區一年中聽到雷閃放電的天數Td范圍為______。
10)
對于500kV的高壓輸電線路,避雷線的保護角一般不大于______。
11)
輸電線路防雷性能的優劣,工程上主要用______和______兩個指標來衡量。
12)
GIS的絕緣水平主要取決于______。
13)
降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平防止______的有效措施。
14)
避雷針加設在配電裝置構架上時,避雷針與主接地網的地下連接點到變壓器接地線與主接地網的地下連接點之間的距離不得小于______m。
15)
我國35~220kV電網的電氣設備絕緣水平是以避雷器______kA下的殘壓作為絕緣配合的設計依據。
三、計算問答題
16)
防雷的基本措施有哪些?請簡要說明。
17)
電容器在直配電機防雷保護中的主要作用是什么?
18)
感應過電壓是怎么產生的?請介紹簡單的計算公式。
19)
簡述避雷針的保護原理和單根保護范圍的計算。
第九章
內部過電壓
第十章
電力系統絕緣配合一、選擇題
1)
空載線路合閘的時候,可能產生的最大過電壓為______。
A.1.5
B.2
C.3
D.4
2)
在110kV~220kV系統中,為絕緣配合許可的相對地操作過電壓的倍數為______。
A.4.0倍
B.3.5倍
C.3.0倍
D2.75倍
3)
空載線路合閘過電壓的影響因素有______。
A.合閘相位
B.線路損耗
C.線路上殘壓的變化
D.單相自動重合閘
4)
以下屬于操作過電壓的是______。
A.工頻電壓升高
B.電弧接地過電壓
C.變電所侵入波過電壓
D.鐵磁諧振過電壓
二、填空題
5)
在中性點非直接接地系統中,主要的操作過電壓是______。
6)
對于220kV及以下系統,通常設備的絕緣結構設計允許承受可能出現的______倍的操作過電壓。
7)
三相斷路器合閘時總存在一定程度的不同期,而這將加大過電壓幅值,因而在超高壓系統中多采用______。
8)
要想避免切空線過電壓,最根本的措施就是要______。
9)
目前切空變過電壓的主要限制措施是采用______。
10)
工頻耐受電壓的確定,通常是通過比較______和______的等值工頻耐受電壓來完成的。
11)
在污穢地區或操作過電壓被限制到較低數值的情況下,線路絕緣水平主要由______來決定。
12)
設變壓器的激磁電感和對地雜散電容為100mH和1000pF,則當切除該空載變壓器時,設在電壓為l00kV、電流為10A時切斷,則變壓器上可能承受的最高電壓為______。
三、計算問答題
13)
簡述電力系統中操作過電壓的種類及其產生過程。
14)
試說明電力系統中限制操作過電壓的措施。
15)
為什么在斷路器的主觸頭上并聯電阻有利于限制切除空載長線時的過電壓?
16)
簡述絕緣配合的原則和基本方法。
第一章
氣體放電的基本物理過程
一、選擇題
1、B2、C3、A4、C5、B6、D7、C8、A
二、填空題
9、答案:輝光放電、電暈放電、刷狀放電、火花放電、電弧放電
10、極小(最低)
11、提高
12、光電離
13、棒-棒
14、擴散
15、改善(電極附近)電場分布
16、固體介質17、101.318、低19、20、增加
三、計算問答題
21、當外施電壓足夠高時,一個電子從陰極出發向陽極運動,由于碰撞游離形成電子崩,則到達陽極并進入陽極的電子數為eas個(α為一個電子在電場作用下移動單位行程所發生的碰撞游離數;s為間隙距離)。因碰撞游離而產生的新的電子數或正離子數為(eas-1)個。這些正離子在電場作用下向陰極運動,并撞擊陰極.若1個正離子撞擊陰極能從陰極表面釋放r個(r為正離子的表面游離系數)有效電子,則(eas-1)個正離子撞擊陰極表面時,至少能從陰極表面釋放出一個有效電子,以彌補原來那個產生電子崩并進入陽極的電子,則放電達到自持放電。即湯遜理論的自持放電條件可表達為r(eas-1)=1。
22、(1)當棒具有正極性時,間隙中出現的電子向棒運動,進入強電場區,開始引起電離現象而形成電子崩。隨著電壓的逐漸上升,到放電達到自持、爆發電暈之前,在間隙中形成相當多的電子崩。當電子崩達到棒極后,其中的電子就進入棒極,而正離子仍留在空間,相對來說緩慢地向板極移動。于是在棒極附近,積聚起正空間電荷,從而減少了緊貼棒極附近的電場,而略為加強了外部空間的電場。這樣,棒極附近的電場被削弱,難以造成流柱,這就使得自持放電也即電暈放電難以形成。
(2)當棒具有負極性時,陰極表面形成的電子立即進入強電場區,造成電子崩。當電子崩中的電子離開強電場區后,電子就不再能引起電離,而以越來越慢的速度向陽極運動。一部份電子直接消失于陽極,其余的可為氧原子所吸附形成負離子。電子崩中的正離子逐漸向棒極運動而消失于棒極,但由于其運動速度較慢,所以在棒極附近總是存在著正空間電荷。結果在棒極附近出現了比較集中的正空間電荷,而在其后則是非常分散的負空間電荷。負空間電荷由于濃度小,對外電場的影響不大,而正空間電荷將使電場畸變。棒極附近的電場得到增強,因而自持放電條件易于得到滿足、易于轉入流柱而形成電暈放電。
23、(1)電場分布情況和作用電壓波形的影響
(2)電介質材料的影響
(3)氣體條件的影響
(4)雨水的影響
24、查《高電壓工程》52頁圖2-24曲線4可知,距離為4m的棒-極間隙,其標準參考大氣條件下的正極性50%操作沖擊擊穿電壓=1300kV
查《高電壓工程》65頁圖3-2可得空氣絕對濕度。從而再由圖3-1求得參數。求得參數=1300/(500×4×0.95×1.1)=0.62,于是由圖3-3得指數。
空氣密度校正因數
濕度校正因數
所以在這種大氣條件下,距離為4m的棒-極間隙的正極性50%操作沖擊擊穿電壓為
25、查《高電壓工程》附錄A中的表A-2,亦即GB311.1-1997的規定可知,35kV母線支柱絕緣子的1min干工頻耐受電壓應為100kV,則可算出制造廠在平原地區進行出廠1min干工頻耐受電壓試驗時,其耐受電壓U應為
第二章
氣體介質的電氣強度
一、選擇題
1、D2、B3、A4、C5、A
二、填空題6、250/25007、空間電荷
8、先導、主放電、余光
9、增大
三、計算問答題
10、保護設備的伏秒特性應始終低于被保護設備的伏秒特性。這樣,當有一過電壓作用于兩設備時,總是保護設備先擊穿,進而限制了過電壓幅值,保護了被保護設備
11、此球形電極與四周墻壁大致等距離,可按照上述的同心球電極結構來考慮。變壓器的球電極為同心球的內電極,四周墻壁為同心球的外電極。
按題意須保證點要求升壓到1000kV(有效值)時,球電極表面最大場強小于球電極的電暈起始場強,即保證
將U=1414V峰值,R=500cm,代入此不等式,算得r=60cm時球電極表面最大場強=26.7kV/cm,小于同心球內電極的電暈起始場強=27.1
kV/cm。球電極的起始電暈電壓=1012kV>1000kV。
因此,在這種距離四周墻壁僅5m的空間尺寸下,球電極的直徑應達120cm才能保證當變壓器升壓到1000kV額定電壓時球電極不發生電暈放電。
12、(1)由于含有鹵族元素,這些氣體具有很強的電負性,氣體分子容易和電子結合成為負離子,從而削弱了電子的碰撞電離能力,同時又加強了復合過程。
(2)這些氣體的分子量都比較大,分子直徑較大,使得電子在其中的自由行程縮短,不易積聚能量,從而減少了碰撞電離的能力。
(3)電子在和這些氣體的分子相遇時,還易引起分子發生極化等過程,增加能量損失,從而減弱碰撞電離的能力。
第三章
液體和固體介質的電氣特性
一、選擇題
1、A,B,C,D,E,F
I
H,G2、B
E
二、填空題
3、能在其中建立靜電場的物質
非極性(弱極性)電介質
偶極性電介質
離子性電介質
4、電子位移極化
離子位移極化
轉向極化
介質界面極化
空間電荷極化
5、交流下的介質損耗
6、雜質
溫度
電壓作用時間
電場均勻程度
壓力
7、電擊穿
熱擊穿
電化學擊穿
8、氣體
油紙
氣體電介質的相對介電常數接近1,極化率極小,氣體電介質的損耗就是電導損耗,當電場強度小于使氣體分子電離所需要值時,氣體介質損耗很小,所以標準電容器采用氣體絕緣。
而電力電容器采用油紙絕緣是因為油紙絕緣具有優良的電氣性能,干紙和純油組合后,油填充了紙中薄弱點的空氣隙,紙在油中又起了屏障作用,使總體的耐電強度提高很多。
9、差別很大
差別很小
沖擊擊穿電壓作用時間太短,雜質來不及形成橋
10、不均勻場強處擾動大,雜質不易形成橋
11、溫度
介質經受熱作用時間
12、減小
先增加后減小
13、電子碰撞電離理論
氣泡擊穿理論
14、電壓作用時間
電場均勻程度
溫度
累積效應
受潮程度
三、計算問答題
15、答:因為直流電壓作用下的介質損失僅有漏導損失,而交流作用下的介質損失不僅有漏導損失還有極化損失。所以在直流電壓下,更容易測量出泄漏電流。
第四章
電氣設備絕緣預防性試驗
一、選擇題
1、ADEG
BCFH
二、填空題
2、邏輯診斷
模糊診斷
統計診斷
3、較高
較慢
較低
較快
4、微安表直讀法
光電法
光電法
安全,可靠,準確度高
5、絕緣油的氣相色譜分析
超聲波探測法
脈沖電流法
6、視在放電量
三電容模型里總電容上的放電量
7、串聯法
并聯法
并聯法
防止試樣上很大的放電電流通過阻抗Z8、直流
交流
雷電過電壓
操作沖擊波
三、計算問答題
9、答:正接法一般應用于實驗室內的測試材料及小設備,實現樣品的對地絕緣。
實際上,絕大多數電氣設備的金屬外殼是直接放在接地底座上的,換句話說,就是試品的一極是固定接地的,這時就要用反接法。
10、(過程略)
第五章
絕緣的高壓試驗
一、選擇題
1、ABCD2、ABC3、A4、B5、B6、ACD7、ABC8、ABCD
二、填空題
9、高電壓試驗變壓器10、11、使幾臺變壓器高壓繞組的電壓相疊加12、3~413、14、穩態性的電壓升高
瞬態性的電壓升高
15、沖擊電壓發生器產生長波前操作波時效率低,而且火花間隙中容易出現熄弧現象
16、被試品施加正、負極性沖擊全波試驗電壓各15次,相鄰兩次沖擊時間間隔應不小于1min17、吸收功率極小;外界電場對表的影響嚴重,不宜用于有風的環境。
28、電容器并聯充電,串聯放電29、20、研究雷閃電流對絕緣材料和結構以及防雷裝置的熱能或電動力的破壞作用。
21、分流器和羅戈夫斯基線圈
22、球隙法,分壓器-峰值電壓表法,分壓器-示波器法,光電測量法。
23、球面的塵污和球隙間空氣游離不充分。
24、電阻分壓器、電容分壓器、串聯阻容分壓器、微分積分系統
25、屏蔽環
三、計算問答題
26、解:幅值誤差
相角誤差
熱耗的功率值
27、由于氣體介質基本上無損耗,接近于理想介質,所以由它構成的電容器的電容量不受作用電壓的影響,準確而穩定。這種電容器有良好的屏蔽,有無暈的電極,電容值不受周圍環境的影響。
28、國際電工委員會規定不低于0.5mA。一般選擇在0.5mA~2mA之間。
29、根據《規程》,35kV電力變壓器的試驗電壓為
因為電力變壓器的絕緣性能基本上不受周圍大氣條件的影響,所以保護球隙的實際放電電壓應為
若取
也就是說,球隙的實際放電電壓等于106.9kV(最大值)。因為球隙的放電電壓與球極直徑和球隙距離之間關系是在標準大氣狀態下得到的,所以應當把實際放電電壓換算到標準大氣狀態下的放電電壓U0
即
查球隙的工頻放電電壓表,若選取球極直徑為10cm,則球隙距離為4cm時,在標準大氣狀態下的放電電壓為105kV(最大值)。而在試驗大氣狀態下的放電電壓為
30、試驗變壓器高壓側電流和額定容量都主要取決于被試品的電容。
31、利用氣體放電測量交流高電壓,例如靜電電壓表;利用靜電力測量交流高電壓,例如靜電電壓表;利用整流電容電流測量交流高電壓,例如峰值電壓表;利用整流充電電壓測量交流高電壓,例如峰值電壓表。
32、因為對地雜散電容引起容易高頻振蕩,產生沖擊過電壓。
33、解:
解得
Rf=103Ω
Rt=3179.5Ω
34、第一類:電流從零值以較短的時間上升到峰值,然后以近似指數規律或強阻尼正弦波形下降到零。第二類沖擊電流波形近似為方波。
35、第一類波形,中國和IEC標準規定了4種該類沖擊波,即1μs/20μs,4μs/10μs,8μs/20μs和30μs/80μs沖擊電流波。第二類規定的沖擊電流波形峰值持續時間規定為500μs,1000μs,2000μs,或者2000μs與3200μs之間。
36、由一組高壓大電容量的電容器,先通過直流高壓并聯充電,充電時間為幾十秒到幾分;然后通過觸發球隙的擊穿,并聯地對試品放電,從而在試品上流過沖擊大電流。
37、球隙的沖擊放電電壓是有分散性的,球隙的50%放電電壓是指在此電壓作用下,相應的球間隙距離的放電概率為50%
38、標準規定:對于認可的沖擊電壓測量系統,在測量波前時間為Tf的雷電標準沖擊電壓時,它的過沖β和部分階躍響應時間Tα
與Tf的比值,應處在圖9-13中的剖面線所劃的范圍以內。測量波前截斷波時,除了要滿足這一要求外,還規定了實驗階躍響應時間TN和部分響應時間Tα應滿足另一附加要求。即。當考慮測量雷電沖擊電壓時,要求它的部分響應時間,而且實驗響應時間。當考慮測量雷電沖擊電壓波前截波時,要求,而。
39、測量用的射頻同軸電纜外皮中通過的瞬態電流引起的干擾,間隙放電時產生的空間電磁輻射,儀器電源線引入的干擾
40、改善接地回線;實驗室采用全屏蔽;專為應用于高壓測試中的通用數字示波器及其附屬設備建一小屏蔽室或屏蔽盒;分壓器應置于緊靠集中接地極的地點,并以最短的連線相接;由分壓器到測量儀器敷設寬度較大的金屬板或金屬帶作為接地連線;測量電纜采取兩端匹配的接線方式;測量電纜長度應盡可能短;采用雙屏蔽同軸電纜,或在單屏蔽同軸電纜外再套一金屬管,甚至在雙屏蔽同軸電纜外再套金屬管;在測量電纜上加設共模抑制器;提高傳遞信號環節的信噪比。
41、答:第一個半波持續的時間取決于鐵心飽和出現的時刻,也就是取決于飽和磁通量和初始磁通量的差值。理論上說,做了第一次操作波試驗后,鐵心上會留下同向剩磁,在做第二次同極性操作波試驗時,波長會有所縮短。
42、答:電路的隨級數n的平方倍關系上升,隨n的立方倍關系上升。當級數n超過一定值時,再增加n也無助于輸出電壓的增加,而元件數量和整個結構高度去會隨n而正比上升。
第六章
輸電線路和繞組中的波過程
一、選擇題
1、A2、C3、B
二、填空題4、3×m/s5、單位長度電感和電容
6、提高一倍
7、導線電阻和線路對地電導
大地電阻和地中電流等值深度的影響
沖擊電暈的影響
8、-1≤β≤1
三、計算問答題
9、當波沿傳輸線路傳播,遇到線路參數發生突變,即有波阻抗發生突變的節點時,會在波阻抗發生突變的節點上產生折射與反射。
10、(1)波阻抗表示同一方向的電壓波與電流波的比值,電磁波通過波阻抗為Z的導線時,能量以電能、磁能的方式儲存在周圍介質中,而不是被消耗掉。(2)若導線上前行波與反行波同時存在時,則導線上總電壓與總電流的比值不再等于波阻抗(3)波阻抗Z的數值只取決于導線單位長度的電感和電容,與線路長度無關。(4)為了區別不同方向的流動波,波阻抗有正、負號。
11、在計算線路中一點的電壓時,可以將分布電路等值為集中參數電路:線路的波阻抗用數值相等的電阻來代替,把入射波的2倍作為等值電壓源。這就是計算節點電壓的等值電路法則,也稱彼得遜法則。
利用這一法則,可以把分布參數電路中波過程的許多問題簡化成一些集中參數電路的暫態計算。但必須注意,如果Z1,Z2是有限長度線路的波阻抗,則上述等值電路只適用于在Z1,Z2端部的反射波尚未回到節點以前的時間內。
第七章
雷電放電及防雷保護裝置
第八章
電力系統防雷保護
一、選擇題
1、A2、A3、C4、B5、AB
二、填空題
6、每雷暴日中每平方公里地面內落雷的次數7、8、降低接地電阻9、15~4010、15°
11、耐雷水平和雷擊跳閘率
12、雷電沖擊水平
13、反擊14、3m15、5
三、計算問答題
16、基本措施是設置避雷針、避雷線、避雷器和接地裝置。避雷針(線)可以防止雷電直接擊中被保護物體,稱為直擊雷保護;避雷器可以防止沿輸電線侵入變電所的雷電沖擊波,稱為侵入波保護;接地裝置的作用是減少避雷針(線)或避雷器與大地之間的電阻值,達到降低雷電沖擊電壓幅值的目的。
17、用是限制侵入波陡度,和降低感應雷過電壓。
18、對地放電過程中,放電通道周圍的空間電磁場將發生急劇變化。因而當雷擊輸電線附近的地面時,雖未直擊導線,由于雷電過程引起周圍電磁場的突變,也會在導線上感應出一個高電壓來,這就是感應過電壓,它包含靜電感應和電磁感應兩個分量,一般以靜電感應分量為主。
設地面雷擊點距輸電線路正下方的水平距離為S,一般當S超過65m時,規程規定,導線上感應過電壓的幅值可按下式計算:kV,其中,I為雷電流幅值,單位為kA;S為地面雷擊點距線路的水平距離,單位為m;h為導線平均對地高度,單位為m。
19、避雷針的保護原理是當雷云放電時使地面電場畸變,在避雷針的頂端形成局部場強集中的空間,以影響雷閃先導放電的發展方向,使雷閃對避雷針放電,再經過接地裝置將雷電流引入大地,從而使被保護物體免遭雷擊。避雷針的保護范圍使指被保護物體再此空間范圍內不致遭受直接雷擊。對于單根避雷針的保護范圍,有計算公式:
式中,的單位均為m。p是避雷針的高度影響系數,時,p=1;時,;時按照120m計算。
第九章
內部過電壓
第十章
電力系統絕緣配合一、選擇題
1、C2、C3、ABCD4、B
二、填空題
5、弧光接地過電壓6、3~47、單相重合閘
8、改進斷路器的滅弧性能
9、采用閥型避雷器
10、雷擊沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓
11、最大工作電壓
12、kV
三、計算問答題
13、(1)空載線路合閘過電壓
:包括正常空載線路合閘過電壓和重合閘過電壓
(2)切除空載線路過電壓
(3)切除空載變壓器過電壓
(4)操作過電壓的限制措施
14、(1)利用斷路器并聯電阻限制分合閘過電壓:1、利用并聯電阻限制合空線過電壓2、利用并聯電阻限制切空線過電壓
(2)利用避雷器限制操作過電壓
15、如圖所示,切除空載長線時,主觸頭S1首先斷開,而電阻R和輔助觸頭S2并未開斷,因此線路上的殘余電荷通過電阻R釋放,電阻R能掏振蕩,這時主觸頭兩端的電壓僅為R上的壓降。然后輔助觸頭S2開斷,線路上的殘壓已較低,輔助觸頭S2上的恢復電壓也較低,所以斷路器兩端不容易發生電弧重燃,也就不至于形成很高的過電壓。
16、原則:所謂絕緣配合就是根據設備在系統中可能承受的各種電壓,并考慮限壓裝置的特性和設備的絕緣特性來確定必要的耐受強度,以便把作用于設備上的各種電壓電壓所引起的絕緣損壞和影響連續運行的概率,降低到在經濟和運行上能接受的水平。這就要求在技術上處理好各種電壓、各種限制措施和設備承受能力之間的配合關系,以及經濟上協調設備投資費、運行維護費和事故損失費三者之間的關系。這樣,既不因絕緣水平取得過高使設備尺寸過大,造價太貴,造成不必要的浪費;也不會由于絕緣水平取的太低,雖然一時節省了設備造價,但增加了運行中的事故率,導致停電損失和維護費用大增,最終不僅造成經濟上更大的浪費,而且造成供電可靠性的下降。
絕緣配合的基本方法
(1)慣用法:按作用于絕緣上的最大過電壓和最小絕緣強度的概念來配合的,即首先確定設備上可能出現的最危險的過電壓;然后根據經驗乘上一個考慮各種因素的影響和一定裕度的系數,從而決定絕緣應耐受的電壓水平。
(2)統計法:統計法是根據過電壓幅值和絕緣的耐電強度都是隨機變量的實際情況,在已知過電壓幅值和絕緣閃絡電壓的概率分布后,用計算的方法求出絕緣閃絡的概率和線路的跳閘率,在進行了技術經濟比較的基礎上,正確地確定絕緣水平。
第五篇:急救技術課程習題答案
參考答案1
一、名詞解釋
1.院前急救:廣義的院前急救是指急、危、重病人進入醫院以前的醫療急救。2.急救半徑:是指急救單元所執行院前急救服務區域的半徑。
3.反應時間:是指急救中心調度室接受呼救電話至救護車到達現場所需要的時間。4.平均反應時間:是指區域內每次反應時間的平均值。
5.固定術:是針對骨折的急救措施,可以防止骨折部位移動,具有減輕傷員痛苦的功效,同時能有效地防止因骨折斷端的移動而損傷血管、神經等組織造成的嚴重并發癥。
6.心搏驟停:是指病人的心臟在正常或無重大病變的情況下受到嚴重的打擊,如急性心肌缺血、電擊、急性中毒等,致使心臟突然停搏,有效泵血功能消失,引起全身嚴重缺血、缺氧。若及時采取正確有效的復蘇措施,有可能恢復,否則即可導致死亡。
7.猝死:指平素健康的人或病情穩定或正在改善中的病人,突然發生意料之外的循環、呼吸停止,在發病6小時內死亡。
8.心源性猝死:指平素健康的人或病情穩定或正在改善中的病人,由心血管病變引發意料之外的循環、呼吸停止,在發病6小時內死亡。
9.心室顫動:又稱室顫。心室肌發生極不規則的快速而又不協調的顫動。心電圖表現為QRS波群消失,代之以大小不等、形態各異的顫動波,頻率為200-400次/分。
10.BLS: 即basic life support的簡寫,為基本生命支持,又稱初期復蘇處理或現場急救。其主要目的是向心、腦及全身重要器官供氧,延長機體耐受臨床死亡時間。
11.ACLS:為進一步生命支持。主要為在BLS基礎上應用輔助設備及特殊技術,建立和維持有效的通氣和循環,識別及治療心律失常,建立有效的靜脈通道,改善并保持心肺功能及治療原發疾病。12.PLS:延續生命支持。重點是腦保護、腦復蘇及復蘇后疾病的防治。
13.口對口人工呼吸:為病人供應所需氧氣的快速有效的方法。借助術者用力吹氣的力量,把氣體吹入病人的肺泡,使肺間歇性膨脹,以維持肺泡通氣和氧合作用,減輕機體缺氧及二氧化碳潴留。
14.臨床死亡:指延腦已處于深度抑制狀態,心跳及呼吸停止,機體完全缺血,各種反射消失,但各種組織中仍然進行著微弱的代謝過程,尚存在心肺復蘇及腦復蘇機會的一段時間,通常有4-6分鐘。15.生物學死亡:從大腦皮質開始到整個神經系統,以及其他器官、系統的新陳代謝相繼停止,并出現不可逆的變化,整個機體已不可能復活,但個別組織在一定時間內仍可有極微弱的代謝活動。16.復蘇體位:病人仰臥于硬質平面,頭不高于胸部,并與軀干呈一直線,解開衣領及褲帶。
二、選擇題
1.C 2.D 3.A 4.C 5.D 6.C 7.A 8.C 9.D 10.D 11.B 12.C 13.C 14.C 15.A 16.E 17.E 18.C 19.B 20.E 21.C 22.C 23.D 24.B 25.A 26.B 27.C 28.D 29.B 30.B 31.E 32.ABCDE 33.BC 34.ABCDE 35.ABC 36.ABDE 37.ABCD 38.AB 39.ABCDE 40.BCD 41.ABCDE 42.ABCD 43.ABE 44.ABDE 45.ABDE 46.ABDE 47.ACDE 48.ACDE 49.BCDE 50.ABCE 51.ACD 52.ABCE 53.ABCD
三、填空題
1.首要環節 重要的基礎 2.現場救護 途中監護 運送 3.止血 包扎 固定 搬運 4.行徑 體表標志
5.保護傷口免受再污染 固定敷料、夾板、藥品等 壓迫止血 減輕疼痛 6.三角巾 繃帶 四頭帶 多頭帶
7.減少傷部活動 減輕疼痛 防止再損傷 便于傷員搬運 8.及時 安全 迅速 安全地帶 再次損傷 9.心源性、非心源性 10.急性冠脈綜合征
11.各種原因所至呼吸停止、嚴重的電解質紊亂、嚴重酸堿平衡失調、藥物中毒或過敏、電擊雷擊或溺水、麻醉和手術意外等。12.心律失常 13.心搏驟停
14.心室顫動、心電-機械分離 心室顫動 15.循環、神經
16.意識喪失 大動脈搏動消失。
17.基礎生命支持、進一步生命支持、延續生命支持 18.仰頜抬頸法、仰面舉頦法、托下頜法 19.14-16,18-20,30-40 20.看到病人胸部起伏 呼氣時聽到及感到有氣體逸出。21.胸骨中、下1/3交界處 22.80-100 23.腎上腺素,早期、較大劑量和連續使用。24.1mg,3-5分鐘1-3mg,0.2mg/Kg。25.左、右心室壁。5-10Ws 26.200Ws,360Ws。
27.涂導電膏/墊以生理鹽水紗布,右緣第二肋間 左乳頭下心尖部。28.心搏 呼吸 智能和有質量的生活/生存和勞動能力,29.循環狀態 腦溫 30.6.7%,5.5% 31.5 冰帽
32.完全恢復;恢復意識;去大腦皮質綜合癥/植物狀態;腦死亡。33.中心靜脈壓(CVP)CVP、動脈壓 尿量
四、簡答題
1.答:㈠平時對呼救者的院外急救 ①危重(急救)患者:挽救生命或維持其生命體征;②急癥患者:穩定病情,減輕痛苦; 避免并發癥。㈡災害戰爭或事故時對遇難者的院外急救 ㈢特殊任務時的救護值班 ㈣通迅網絡中心的樞紐任務 ㈤普及急救知識
2.答:先排險后施救--以保證救護者和傷病員的安全;先復蘇后固定--心搏呼吸驟停又有骨折時;先止血后包扎--大出血又有創口時;先重傷后輕傷--既有垂危者又有較輕的傷員時;先救治后運送--運送途中不停止搶救措施;急救與呼救并重--遇有成批傷員多人在場,分工合作;轉運與監護急救相結合--安全到達目的地、減少痛苦,減少死亡。
3.答:①部位要準確,要扎在傷口近心端,盡量靠近傷口;②壓力要適當,上肢為300mmHg,下肢為500mgHg;③襯墊要墊平;④時間要縮短,總體時間不能超過5小時;⑤定時要放松,每隔1小時放松一次。4.答:有六種①環形包扎法;②螺旋包扎法;③螺旋反折包扎法;④“8”字形包扎法;⑤蛇形包扎法;⑥回返式包扎法。
5.答:①心音消失;②脈搏捫不到,血壓測不出;③意識突然喪失或伴有短陣抽搐;④呼吸斷續,呈嘆息樣,后即停止;⑤瞳孔散大;⑥面色蒼白兼有青紫。
6.答:CPR技術的三大要素是:口對口人工呼吸、胸外按壓、體外除顫。
7.答:CPCR的分期和步驟如下:⑴基本生命支持期(BLS期):A: 開放氣道;B: 呼吸支持;C: 循環支持。⑵進一步生命生命支持期(ALS期):D: 給藥;E: 心電圖;F: 除顫。⑶延續生命支持期(PLS期):G: 估計可治性,判斷死因;H: 保持和恢復人的智能活動;I: 加強監護。
8.答:BLS的主要目的是向心、腦及全身重要器官供氧,延長機體耐受臨床時間。ALS主要為BLS基礎上應用輔助設備及特殊技術,建立有效的靜脈通路,改善并保持心肺功能及治療原發病。PLS重點是腦保護、腦復蘇及復蘇后疾病的防治。
9.答:①胸部創傷引起心搏驟停者;②胸廓畸形或嚴重肺氣腫、心包填塞者;③經常規胸外心臟按壓10-15分鐘(最多不超過20分鐘)無效者;④動脈內測壓條件下,胸外心臟按壓時的舒張壓小于5.33kPa(40mmHg)。10.答:①冠狀動脈灌注壓(可預測自主循環是否恢復);②動脈收縮壓(預測血流量);③最終生存率和出院率。
11.答:有效指征:①缺氧情況明顯改善;②瞳孔由大變小;③按壓時可捫及大動脈搏動,肱動脈收縮壓≥8.0kPa(60mmHg);④有知覺反射、呻吟或出現自主呼吸。無效指征:①按壓時摸不到大動脈搏動;②已出現的有效指標又消失;③瞳孔始終散大或進行性散大,對光反應消失。
12.答:腦死亡指包括腦干在內的全部腦組織的不可逆損害。腦死亡的診斷涉及體征、腦電圖、腦循環和腦代謝等方面,主要包括:①持續深昏迷,對外界刺激全無反應;②無自主呼吸;③無自主運動,肌肉無張力;④腦干功能和腦干反射大部或全部喪失,體溫調節紊亂;⑤腦電圖呈等電位;⑥阿托品實驗無反應:靜脈滴注阿托品1-2mg,心率不增快;⑦排除抑制腦功能的可能因素,如低溫、嚴重代謝紊亂和內分泌紊亂、肌松藥和其他藥物的作用等。一般需觀察24-48小時方能作出結論。
13.答:高壓氧一方面提高了血液和組織的氧張力,增加了腦組織中氧的彌散距離,對腦水腫時腦細胞的供氧十分有利,另一方面由于高濃度氧對血管的直接刺激,引起血管收縮,血流量減少,從而使顱內壓降低,改善腦循環,對受損腦組織的局部供血有利,因而在復蘇時提倡應用。
14.答:①除顫前詳細檢查器械和設備②電極板位置要放準確,并與患者皮膚密切接觸,保證導電良好③電擊時任何人不得接觸患者與病床④將細顫經心臟按壓、氧療、藥物處理轉變為粗顫才進行電擊⑤電擊皮膚紅斑、疼痛、肌肉痛經3-5天自行緩解,不須處理⑥開胸除顫,電極板放在心臟前后壁,除顫能量5-10Ws。
五、病案分析
病人女性,心電監護呈直線,呼吸停止。
問:⑴發生了哪種類型的心搏驟停?⑵如何進行搶救? 答:⑴心搏停止/心室停頓
⑵CPR、腎上腺素、阿托品
參考答案2
一、名詞解釋
1.急救綠色通道:即急救綠色生命安全通道,是指對危急重病人一律實行優先搶救、優先檢查和優先住院的原則,醫療相關手續按情補辦。
2.預檢分診:指對來院急診就診病人進行快速、重點地收集資料,并將資料進行分析、判斷,分類、分科,按病情的輕、重、緩、急安排就診順序,同時登記入冊(檔),時間一般應在2~5分鐘。
3.危急癥:病人生命體征極不穩定,如得不到緊急救治很快會危及生命。如心跳呼吸驟停、休克、昏迷、大出血、持續嚴重心律失常、嚴重呼吸困難、反復抽搐、急性重度中毒、致命性創傷、大面積燒傷。4.急重癥:病人有潛在的危險,病情有可能急劇變化,需要緊急處理與嚴密觀察,如胸痛疑心肌梗死、外科危重急腹癥、突發劇烈頭痛、嚴重創傷/燒傷、嚴重骨折、高熱等。
二、選擇題
(一)單項選擇型題
1.A 2.C 3.E 4.E 5.C 6.E 7.A 8.B 9.C 10.E 11.D 12.B 13.B 14.C
(二)多項選擇型題
15.ABCD 16.ABDE 17.ABCDE 18.ACD 19.ABCDE 20.ABCDE 21.ACDE 22.ACD 23.BCDE 24.ABCDE
三、填空題
1.急、危、重癥病人 縮影 醫療護理 2.提高救護質量 3.儀器設備 物品 藥品 4.急 忙 雜 5.接診 分診 處理
6.恐懼感 優先感 陌生感 無助感 7.防潮 防震 防熱 防塵 防腐蝕
四、簡答題
1.急診科的主要任務有哪些? 答:(1)接受緊急就診的各種病人(2)接收院外救護轉送的傷病員(3)負責危重病人的救治與監護(4)承擔災害、事故的急救工作(5)開展急救護理科研和培訓
2.急診護理人員需具備哪些素質要求? 答:(1)醫德高尚(2)業務嫻熟(3)心理健康(4)身體健康(5)團隊精神
3.在分診過程中護士如何進行資料收集與處置?
答:對急診病人應重點、快速地收集資料,進行病情評估;然后將資料分析、判斷,以確定病人救治程序和科別。
⑴ 病情評估①詢問:②護理體檢:分診護士除注意病人主訴外,體檢的重點是測量生命體征及運用感覺器官收集病人的客觀資料,使之成為一種良好的工作習慣。用眼觀察病人的一般情況,如意識、面色、表情、頸部淺靜脈、體位等;用耳辨別身體不同部位發出的聲音變化,如呼吸音、咳嗽音、心音、腸鳴音等;用鼻去聞病人發出的特殊氣味,如乙醇味、大蒜樣氣味、爛蘋果味等;用手觸摸了解脈搏的頻率、節律及周圍血管充盈度、疼痛的范圍及程度等。③其他檢查:根據病情需要做血尿糞常規、血糖及血、尿淀粉酶等測定,有助于正確分診。
⑵ 初步判斷依據評估收集到的資料進行分析,判斷病種及其程度,以便進一步確定救治程序和科別。
⑶ 合理分診 依據病種和病情程度迅速安排救治程序和相應專科就診。4.急診科預檢分診有何要求?
答:⑴ 經驗豐富、業務能力和責任心強的分診護士;
⑵ 護士必須堅守工作崗位;
⑶ 良好服務,合理分診;
⑷ 如有錯誤按首診負責制處理;
⑸ 急危重患者送入綠色通道;
⑹ 成批傷員時,立即通知科室負責人組織搶救工作;涉及刑事、民事糾紛的傷病員,及時通知有關部門;
⑺ 遇患或疑患傳染病者應隔離就診;
⑻ 無主人病人先處理同時做好保護工作。
5.試述急診病人及家屬的心理特點?如何加強護患溝通、建立良好護患關系? 答:心理特點:恐懼感、優先感、陌生感和無助感
⑴ 分診護士使病人盡快就診;
⑵ 熟悉環境消除陌生感;
⑶ 對待病人熱情、真誠,處理問題沉著果斷,技術操作準確熟練;
⑷ 尊重病人保護病人隱私,耐心解答處理;
⑸ 對家屬提供心理安慰;
⑹ 對死亡的病人做好家屬的心理疏導,認真處理善后護理,體現對死者的關愛、同情與尊重。
參考答案3
一、名詞解釋
1.CVP:即中心靜脈壓,指胸腔內上、下腔靜脈的壓力。
2.ICU:即重癥監護病房,指集中受過專門培訓的醫護人員,應用現代醫學理論和高科技現代化醫療設備,集中對臨床各科的危重病人進行全面連續監護及治療的診療體系.
二、選擇題
1.A 2..A 3.D 4.D 5.A 6.D
三、簡答題
1.ICU的服務對象主要有哪些?
創傷、休克、感染等引起的多器官功能衰竭患者;心肺腦復蘇后需對其功能進行較長時間支持者;嚴重多發傷、復合傷;物理、化學因素導致危急病癥如中毒、溺水、觸電、蟲蛇咬傷等;有嚴重并發癥的心肌梗塞、嚴重心律失常、急性心力衰竭;各種術后重癥患者;嚴重水、電解質、滲透壓和酸堿失衡患者;嚴重代謝障礙性疾病;各類大出血、突然昏迷、抽搐、呼吸衰竭等需要支持治療者;臟器移植術后及其他需要加強護理者。2.血流動力學監測的適應證?
各種危重患者、創傷、休克、呼吸衰竭和心血管疾病以及心胸、腦外科及較大而復雜的手術。3.心率監測的臨床意義?
(1)判斷心輸出量:在一定范圍內,隨著心率的增加心排血量會增加。
(2)求算休克指數:休克指數=HR/SBp.血容量正常時,休克指數應等于0,休克指數等于1時,提示失血量占血容量的20%~30%,休克指數大于1時,提示失血量占血容量的30%~50%.(3)估計心肌耗氧:心率的快慢與心肌耗氧大小呈正相關。4.影響血壓的因素有哪些?
心排血量、循環血容量、周圍血管阻力、血管壁的彈性、血液粘滯度。5.血壓監測的方法有哪些?
分有創和無創血壓監測法。6.中心靜脈壓(CVP)由哪幾部分組成?
(1)右心室充盈壓;(2)靜脈內壁壓即靜脈內血容量;(3)作用于靜脈外壁的壓力即靜脈收縮壓和張力;(4)靜脈毛細血管壓。
7.中心靜脈壓(CVP)的正常值及臨床意義是什么?
中心靜脈壓的正常值為5~12cmH2O.小于2~5 cmH2O表示右心充盈不佳或血容量不足;大于15~20 cmH2O,表示右心功能不良。CVP監測是反映右心功能的間接指標,對了解循環血量和右心功能具有十分重要的臨床意義。
8..中心靜脈壓監測的注意事項有哪些?
(1)判斷導管插入上下腔靜脈或右房無誤(2)將玻璃管零點置于第四肋間右房水平(3)確保靜脈內導管和測壓管道系統內無凝血、空氣,管道無扭曲(4)測壓時確保靜脈內導管暢通無阻(5)加強管理,嚴格無菌操作。
9.中心靜脈壓監測的并發癥有哪些?如何防治?
(1)感染 嚴格無菌操作。
(2)出血和血腫 熟悉局部解剖,掌握穿刺要點。
(3)血氣胸、氣栓血栓、神經和淋巴管損傷。10.心電圖監測的臨床意義是什么?
(1)及時發現和識別心律失常(2)發現或判斷心肌缺血或心肌梗死(3)監測電解質變化(4)觀察起搏器的功能。11.什么是潮氣量?
每分鐘通氣量除以呼吸頻率即得潮氣量。12.潮氣量減少見于哪些情況?
間質性肺炎、肺纖維化、肺梗塞、肺淤血等。13.常用的測溫部位有哪些?
直腸溫度、食管溫度、鼻咽溫度、耳膜溫度、口腔和腋下溫度、皮膚與中心溫度差。14.監測中心溫度與皮膚溫度差的臨床意義是什么?
中心溫度的測溫點在直腸或食管,皮膚溫度監測點在大腿內側。連續監測皮膚溫度與中心溫度,是了解外周循環灌注是否減少或改善的有價值的指標。如當患者處于嚴重休克時,溫差增大,經采取有效措施治療后,溫差減少,則提示病情好轉,外周循環改善;溫度差值逐漸進行性擴大,是病情惡化的指標之一。15.常用的腦功能監測項目有哪些?
一般監測、顱內壓監測、腦電圖監測、腦血流圖監測。
參考答案4
一、名詞解釋
1.中毒 :毒物進入人體后,損害人體某些組織和器官的生理功能或組織結構,從而引起一系列癥狀體征 2.毒物 :某種物質接觸或進入機體后,若侵害機體的組織和器官,并能在組織或器官內發生化學或物理化學作用,而影響機體的正常生理功能,引起機體功能性或器質性病理狀態。
3.反跳 :有機磷中毒后,經急救后臨床癥狀好轉,可在數日至一周內突然再次昏迷,甚至發生肺水腫或突然死亡。
4.中暑:由于高熱環境或烈日曝曬引起人的體溫調節中樞功能障礙、汗腺功能衰竭和(或)水電解質丟失過多導致代謝失常而發病。
5.中暑高熱:重癥中暑的類型之一。為持續高熱環境導致體溫極劇升高。典型的臨床表現為高熱、無汗和意識障礙。
6.中暑痙攣:高溫環境中,大量出汗導致機體過多丟失鹽分而發病。臨床表現為肌肉陣發性痙攣伴收縮痛。7.中暑衰竭:高溫環境中,大量出汗導致機體水分的丟失,同時由于病人心血管調節功能障礙而發病。臨床以循環衰竭為特點。
8.電擊:一定量的電流或電能量(靜電)通過人體而造成組織損傷和器官功能障礙,甚至發生死亡,稱為電擊或電損傷。
9.單相觸電:也稱單線觸電。當人體接觸帶電設備或線路的一相導體時,電流即可通過人體,從人與地面接觸處流處而導致觸電。電損傷的程度與人和大地之間接觸的電阻成反比。
10.兩相觸電:也稱雙線觸電,人體同時觸及帶電設備或線路中的兩相導體,成為電路中的一部分,電流從一相導體進入人體,有從另一相導體流出,而使人觸電。
11.跨步電壓觸電:當電線斷裂、落地,一落地點為中心的20米以內地區形成很多同心圓,電壓由中心點向外周逐漸降低。如有人走進10米以內的區域,兩腳邁開0.8米,兩腳之間即形成電壓差,稱為跨步電壓,電流從電壓高的一只腳進入,從電壓低的一只腳流出。
12.淹溺:又稱溺水,是指人淹沒于水中或其他液體中,由于液體、泥沙、水草等雜物充塞呼吸道及肺泡,或因驚恐、寒冷、異物等刺激反射性地引起喉痙攣,引起窒息和缺氧而危及生命。
二、選擇題
1、E
2、C
3、A
4、C
5、D
6、E
7、C
8、C
9、D
10、B
11、E
12、C
13、B
14、C
15、B 16、E
17、E
18、C
19、B20、D
21、D
22、E
23、D
24、E
25、C
26、C
27、E
28、D
29、A 30、E
31、D
32、A
33、D
34、D
35、C
36、B
37、E
38、D
39、C 40、D
41、D
42、A
43、B
44、B
45、D
46、A
47、C
48、E
49、B 50、E
51、B
52、C
53、C
54、E
55、B
56、BDE
57、BDE
58、ABCDE
59、ABCE 60、ABDE 61、BCDE 62、BCDE 63、BD 64、BD 65、BCD
三、填空題
1、呼吸道吸入、消化道吸入、皮膚吸收
2、抑制體內膽堿酯酶的活性 3、70%
4、血紅蛋白、碳氧血紅蛋白
5、高錳酸鉀 堿性藥物
6、環境降溫、體表降溫、體內降溫
7、半坐、15~16℃、病人的乳頭平面 8、10~15、38
9、新生兒、昏迷、休克(或心衰)
10、外周血管收縮、皮膚血流淤滯
11、輻射、傳導、對流
12、蒸發
13、肥胖、過度勞累、缺乏體育鍛煉、睡眠不足、伴發糖尿病與心血管疾病等、應用某些抑制汗腺藥物及老年人
14、干性淹溺、濕性淹溺
15、血管內、肺泡
16、高、減少、減少
17、心室顫動、延髓呼吸中樞的
18、肌肉深層、骨髓
四、簡答題
1、簡述中毒救治原則?
答:立即終止接觸毒物;清除尚未吸收的毒物;促進已吸收毒物的排出;特殊解毒劑的應用;對癥治療。
2、簡述毒蕈堿樣癥狀和煙堿樣癥狀的內容?
答:①毒蕈堿樣癥狀:主要表現為平滑肌痙攣和腺體分泌增加。如瞳孔縮小,惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、多汗、流涎、流淚、心率減慢、支氣管痙攣、呼吸困難、肺水腫等。
②煙堿樣癥狀:表現為肌束顫動、牙關緊閉、抽搐、全身緊束壓迫感,而后發生肌力減退和癱瘓,呼吸肌麻痹引起周圍性呼吸衰竭。
3、簡述有機磷中毒的急救原則?
答:迅速清除毒物;解毒劑的使用;對癥治療
4、簡述有機磷中毒病人病情觀察的內容?
答:①應用阿托品的觀察和護理:
②應用膽堿酯酶復能劑 的觀察和護理
③應用解磷注射液的觀察和護理
④密切觀察,防止“反跳”與猝死的發生。
5、簡述一氧化碳中毒病人的急救原則?
答:現場急救;迅速糾正缺氧;防治腦水腫治療感染,控制高熱;促進腦細胞代謝;防治并發癥和后發癥。
6、一氧化碳中毒病人的氧療方法?
答:①純氧或含5%二氧化碳的混合氧
②高壓氧治療
③鼻導管給氧,流量8~10L/min
7、簡述重癥中暑的救護原則。
答:抓緊時間迅速降溫,糾正水、電解質紊亂和酸堿平衡紊亂,積極防治循環衰竭、休克和其他并發癥。
8、重癥中暑如何降溫
答:物理降溫:①環境降溫:將病人安置于陰涼通風處,用電風扇吹風或置于20-25℃的空調房內。②體表降溫:可用冷水(加少量乙醇)擦拭全身皮膚;大血管走行處放置冰袋,可酌情行冰水浸浴。③體內降溫:4-10℃的5%葡萄糖鹽水1000ml經股動脈向心性注入病人體內,或4-10℃的葡萄糖鹽水注入胃內或用于灌腸。
藥物降溫:如氯丙嗪25-50mg稀釋于4℃葡萄糖鹽水500ml內靜滴。
9、重癥中暑發生急性腎功能衰竭的可能機制如何應怎樣處理
答:中暑高熱時由于大量水分自汗液排出,血液濃縮,心排血量降低,腎小球濾過率下降,導致腎功能衰竭。凡疑有急性腎功能衰竭者,應早期快速滴注20%甘露醇250ml并靜脈注射呋塞米(速尿)20mg,保持尿量在30ml/h以上。
10、簡述電擊傷現場救護要點。
答:有以下幾點:⑴迅速脫離電源:根據觸電現場的情況,選擇最安全有效的方法,使觸電者脫離電源。具體辦法有:關閉電掣,挑開電線,切斷電線,拉開觸電者。⑵僅感心慌、乏力、四肢發麻的輕型觸電者,應就地休息1-2小時。⑶重型觸電者,有心搏驟停者行心肺復蘇術,伴骨折、大出血、氣胸等嚴重并發癥者應立即對癥采取有效措施。現場有利條件時需盡快建立靜脈通道,補充平衡液或生理鹽水。
五、病例分析題
1、答:(1)病人發生了中暑,因為首先他有在溫環境中勞動的病史,起病急驟,高熱、昏迷、抽搐、血壓下降等臨床表現與中暑的臨床表現一致。但必須排除腦血管意外,因為病人65 歲,屬于腦血管意外的高發人群,同時他還具有昏迷、瞳孔變化等腦血管意外的神經系統癥狀和體癥。所以,在了解疾病史和臨床表現、懷疑中暑的同時,我們還要 結合輔助檢查排除其他可能的疾病,經過輔助檢查發現:病人血氣分析示I型呼吸衰竭,呼吸性堿中毒,血常規示白細胞增高,電解質檢查示低鈉、低氯低鉀,頭顱 CT未見異常,胸片提示肺部感染。這些排除了腦血管意外的可能性。血氣分析、血常規、電解質、X線胸片等檢查也支持中暑診斷。至于病人的類型,由于病人的 血壓下降、雙下肢抽搐、高熱、昏迷等癥狀都存在,因此同時存在中暑痙攣、中暑衰竭和中暑高熱。(2)急診搶救預案應結合中暑的急救護理確定。
2、(1)可能發生了中暑衰竭(熱衰竭)
(2)主要護理診斷:體液不足;潛在并發癥:休克
護理措施:1)緊急救護:迅速使病人脫離高溫環境移至陰涼通風處,解開或脫去外衣,取平臥位安靜休息。進入室內后,盡快采用空調、電扇或放置冰塊等方法,使室溫降至22℃~25℃,提供良好的降溫環境;反復用冷水擦洗面部、四肢及全身,直至體溫降至38℃以下。
2)一般監護:給予高熱量、高維生素易消化的清淡流質或半流質飲食,鼓勵病人多飲水;病人因唾液腺分泌減少,口腔粘膜干燥,需加強口腔護理,每日用鹽水或其他嗽口液清潔口腔,防止粘膜潰瘍和感染;大量出汗者需及時更換衣服和被褥,保持皮膚清潔。3)觀察病情:測量生命體征、意識、瞳孔及尿量的變化、4)藥物護理:物理降溫的同時配合藥物降溫,常用氯丙嗪;出現周圍循環衰竭時應迅速建立靜脈通道,按醫囑補5%葡萄糖鹽水和林格氏液,在規定時間內完成輸液計劃。
綜合練習一 參考答案
一、名詞解釋﹙每小題 3 分,共 15 分﹚
1、急救醫療服務體系(EMSS):是集院前急救、院內急診科診治、ICU 救治和各專科的 “ 生命綠色通道 ” 為一體的急救網絡。
2、ICU(重癥監護病房):是應用現代醫學理論,利用高科技現代化醫療設備,對危重病患者進行集中監測、強化治療和精心護理的一種特殊場所。
3、多發傷:是指在同一致傷因素作用下,人體同時或相繼有兩個或兩個以上解剖部位或臟器受到創傷,且其中至少有一處是可以危及生命的嚴重創傷或合并休克者。
4、MODS(多臟器功能障礙綜合征): 是指患者在遭受創傷、感染、休克等嚴重疾病打擊或復蘇后,機體出現與原發病損無直接關系的序貫或同時發生的多個器官功能障礙。
5、超高熱危象:是指體溫升高至體溫調節中樞所能控制的調定點以上(>41 ℃),同時伴有抽搐、昏迷、休克、出血等。
二、填空題(每空 1 分,共 25 分)
1、首要環節 重要的基礎
2、接診 分診 處理3、5 ~ 12cmH 2 O 右心充盈不佳 血容量不足 右心功能不全
4、意識喪失 大動脈搏動消失
5、現場分類 創傷指數 /TI 院前指數 /PHI CRAMS 評分
6、少尿期 / 無尿期 多尿期 恢復期
7、氧療 高壓氧治療
8、盡快使病人脫離高溫環境 迅速降溫
9、止血 包扎 固定
三、單項選擇題(每小題 1.5 分共 21 分)
1.C 2.B 3.D 4.D 5.C 6.D 7.B 8.C 9.A 10.E 11.C 12.A 13.A 14.B
四、簡答題(共 27 分)
1、院外急救需遵循哪些原則?(6 分)
答:① 先排險后施救; ② 先重傷后輕傷; ③ 先施救后運送; ④ 急救與呼救并重; ⑤轉送與 監護急救相結合;⑥緊密銜接,前后一致。
2、如何為 II型呼衰病人正確實施氧療?(3 分)為什么?(4 分)
答: Ⅱ型呼衰患者應給予持續低流量給氧,控制 FiO2 < 35% ;可加用呼吸興奮劑,但慎用鎮靜劑;若二氧化碳潴留逐漸加重,出現神志改變,應及時建立人工氣道行機械通氣。
原因:此型呼衰的缺氧和 二氧化碳潴留主要是由于肺泡通氣量不足引起,呼吸中樞對二氧化碳敏感性降低,呼吸驅動主要依靠低氧刺激。單純吸氧只能提高氧分壓而無助于二氧化碳排出,并且,低氧糾正后解除了對呼吸中樞的興奮作用,反而使通氣量降低,加重二氧化碳潴留。
3、對急性有機磷農藥中毒的病例進行洗胃時應注意哪些問題?(8 分)答:①盡早、徹底、反復進行洗胃,直至洗出液澄清、無農藥味 ;
②一般可考慮選用 1%~2%NaHCO3、1:5000KMnO
4、清水、0.45%鹽水等溶液,毒物不明時應使用清水或0.45%鹽水徹底洗胃 ;
③敵百蟲忌用 1%~2%NaHCO 3 及肥皂水洗胃,對硫磷、樂果、甲拌磷、內吸磷、馬拉硫磷等忌用 KMnO 4 溶液洗胃;
④ 洗胃溶液的溫度以 35 ℃~ 37 ℃為宜,不能過熱或過冷; ⑤ 每次灌洗量適度,成人以每次 300 ~ 500ml 為宜; ⑥遵循先出后入、快進快出、出入基本平衡原則;
⑦ 洗胃過程中密切觀察生命體征變化,如有呼吸、心跳驟停應立即停止并進行搶救 ; ⑧其他:首次抽吸物應留取標本做毒物鑒定,洗胃完畢保留胃管 24 小時以上等。
4、CPCR包括哪三部分?其BLS階段的重點是什么?(6 分)
答: CPCR 包括基礎生命支持(BLS)、進一步生命支持(ACLS)和延續生命支持(PLS)三部分。其 BLS 階段的重點是“ A B C ”三步驟,即暢通呼吸道(A : airway)、人工呼吸(B : breathing)、建立有效循環(C : circulation)。
五、綜合分析題(12 分)
1、考慮該患者出現了何種緊急情況?(2 分)答:急性左心衰(急性肺水腫)。
2、目前的救治原則是什么?(2 分)
答:降低左房壓和 / 或左室充盈壓,增加左室心搏量,減少循環血量和肺泡內液體滲入,保證氣體交換。
3、作為急診護士,你應如何對該患者進行護理?(8 分)
答:①體位:立即安置 坐位或半坐位、雙腿下垂,保護病人防墜床,必要時輪流結扎四肢; ②給氧: 4~6L/min,以30%酒精濕化;必要時無創通氣/正壓通氣。
③鎮靜:遵醫囑給予嗎啡5~10mg皮下/肌肉注射,緊急時可IV 3~5mg,陪伴并安慰病人,使情緒穩定、勿驚慌;
④ 密切觀察病情,注意生命體征、R、咳嗽與咳痰、肺內羅音變化;
⑤遵醫囑應用 利尿劑、氨茶堿、強心劑、血管擴張劑、糖皮質激素等,觀察治療效果及毒副作用; ⑥心理護理與健康教育。
綜合練習二 參考答案
一、名詞解釋(每題3分,共15分)
1、急救綠色通道:即急救綠色生命安全通道,是指對危急重病人一律實行優先搶救、優先檢查和優先住院的原則,醫療相關手續按情補辦。
2、基礎生命支持:又稱初期復蘇處理或現場急救,指在心臟驟停病人發病現場進行的徒手心肺復蘇技術,主要目標是向心、腦及全身重要器官供氧,延長機體耐受臨床死亡時間。
3、復合傷:是指人體同時或相繼受到兩種以上不同性質致傷因素作用而發生的損傷。
4、熱射病:亦稱中暑高熱,典型表現為高熱、無汗、意識障礙(“ 三聯癥 ”),直腸溫度可超過 41 ℃甚至高達 43 ℃,皮膚干燥、灼熱而無汗,嚴重患者可出現休克、心力衰竭、肺水腫、腦水腫、肝腎功能衰竭、DIC。
5、氣管內插管術:是將一特制的氣管導管經聲門置入氣管的技術,是快速建立人工氣道、進行有效通氣的最佳方法之一。
二、填空(每空1分,共24分)
1、現場救護 途中監護 運送
2、院內急診科診治 重癥監護病房救治 生命綠色通道
3、急救單元所執行院外急救服務區域的半徑 最長直線輻射距離 ≤ 5km
4、循環 呼吸 運動 語言
5、一級監測 二級監測 三級監測
6、腦保護 腦復蘇 疾病防治
7、全身炎癥反應綜合征(SIRS)器官功能不全
8、淡水淹溺 海水淹溺
9、迅速將體溫降至 38.5 ℃
三、單項選擇題(每小題1.5分,共21分)
1.A 2.D 3.C 4.C 5.E 6.E 7.B 8.C 9.A 10.C 11.E 12.D 13.B 14.A
四、簡答題(共28分). 院外急救中應從哪些方面進行危重病情的現場評估?(6 分)
答:現場快速評估 危重病情,應重點對意識、氣道、呼吸、循環等方面進行評估: ① 意識 判斷神志是否清醒,意識障礙的程度; ② 氣道 仔細察看有無氣道梗阻;
③ 呼吸 通過一看、二聽、三感覺,判斷是否存在自主呼吸,有無呼吸異常; ④ 循環 測量脈率和節律,觀察皮膚色澤、溫濕度。. 現場救護中如何解除呼吸道梗阻?(8 分)
答: ① 松解領帶、衣扣,置傷病員側臥位或頭轉向一側以保持呼吸道通暢; ② 迅速清除口、鼻、咽、喉部異物、血塊、嘔吐物、痰液及分泌物等; ③ 昏迷及舌后墜者可牽出舌頭,下頜向前托起;
④ 對下頜骨骨折而無頸椎損傷者可托起頸部、使頭后仰,以開放氣道; ⑤ 對喉部損傷致呼吸不暢者可行環甲膜穿刺或切開;
⑥心跳驟停者做 CPR 同時應盡快氣管插管以保證呼吸道通暢及充分供氧。.急性中毒的救治原則是什么?(6 分)答:①立即終止接觸毒物; ②清除尚未吸收的毒物; ③促進已吸收毒物的排出; ④應用特效解毒劑; ⑤對癥支持治療。. 急性腎衰竭少尿期的主要護理措施有哪些?(8 分)
答: ① 準確記錄 24 小時出入量,嚴格限制液體入量(量出為入); ② 限制鉀的攝入,遵醫囑補液及用藥,糾正水、電解質、酸堿平衡紊亂;
③ 合理營養,指導病人攝取高熱量、高維生素、高鈣、低磷和優質蛋白飲食,適當限鈉; ④ 密切觀察病情變化,注意評估意識狀態、生命體征、每日體重等變化; ⑤ 對癥護理:如口腔護理、皮膚護理等; ⑥ 心理護理和健康教育; ⑦ 血液透析或腹膜透析的護理。
五、綜合分析題(12分).考慮該患者出現了何種緊急情況?(3 分)
答:糖尿病并發高血糖危象,出現糖尿病酮癥酸中毒(DKA)。.針對患者目前狀況應怎樣實施救護工作?(9 分)
答:⑴ 迅速建立靜脈通道,立即靜脈輸入生理鹽水 , 遵循先快后慢原則。
⑵ 應用小劑量胰島素靜脈滴注或靜脈推注,以快速降低血糖水平,并根據血糖、尿糖調整胰島素劑量和輸入速度。
⑶ 糾正電解質及酸堿失衡:見尿補鉀;重癥酸中毒時(CO 2 CP <8.92mmol / L,pH<7.1)需給予適量碳酸氫鈉溶液靜脈輸入。
⑷ 嚴密觀察病情:嚴密觀察 T、P、R、BP 和神志變化;及時采血、留尿送檢;準確記錄 24 小時出入量;補液時監測急性肺水腫的發生。
⑸ 昏迷病人加強基礎護理:如口腔、皮膚、會陰部的護理 , 預防壓瘡和繼發性感染等。