Question

【題目】血液是人體輸送氧氣與營(yíng)養(yǎng)的主要載體，心臟就像發(fā)動(dòng)機(jī)，為這一輸送提供了動(dòng)力．醫(yī)生給心臟疾病的患者做手術(shù)時(shí)，往往要用一種稱(chēng)為“人工心臟泵”的體外裝置來(lái)代替心臟，以推動(dòng)血液循環(huán)．如圖甲是該裝置的示意圖，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上(相當(dāng)于一個(gè)電磁鐵)，通電時(shí)線圈與活塞柄組成的系統(tǒng)與固定在左側(cè)的磁體相互作用，從而帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)．活塞筒通過(guò)閥門(mén)與血管相通，閥門(mén)S1只能向外開(kāi)啟，S2只能向內(nèi)開(kāi)啟．手術(shù)時(shí)，還需要利用電磁血流計(jì)來(lái)檢測(cè)血流速度和血流量(血流量指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)血管橫截面的血液體積)，其示意圖如圖乙所示．使用時(shí)，將血管放置于兩磁極之間，兩金屬電極a、b與血管壁接觸，就會(huì)有微弱電流流過(guò)儀表顯示出血流速度．研究表明，血管內(nèi)血流速度會(huì)隨血管橫截面積的變化而變化，且血液勻速通過(guò)血管時(shí)，受到的阻力與血液的流速成正比．當(dāng)血管橫截面積為正常值的n倍時(shí)，測(cè)得心臟主動(dòng)脈血管內(nèi)血液勻速流動(dòng)的速度v與n的數(shù)值如下表所示．

（1）甲圖中，當(dāng)線圈中的電流從A流向B時(shí)，活塞向_____(左/右)運(yùn)動(dòng)，血液從____( S1流出/S2流入)．

（2）電磁血流計(jì)的原理與__________(電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī))的原理相似．

（3）圖乙中若僅調(diào)換兩磁極的位置，則流過(guò)儀表電流的方向?qū)?/span>______ (不變/相反)，若某次測(cè)得血流速度為0.2m/s，血流量為10-4m3/s，則對(duì)應(yīng)血管的橫截面積為______m2．

（4）若某人心臟主動(dòng)脈血管的橫截面積為正常人的0.85倍時(shí)，血管內(nèi)血液勻速流動(dòng)的速度應(yīng)為_____m/s．

（5）當(dāng)心臟主動(dòng)脈血管的橫截面積變化時(shí)，其內(nèi)血液勻速流動(dòng)，推動(dòng)血液流動(dòng)的功率P與下列哪一選項(xiàng)成正比？答：__________．

A．n B． C．n2 D．

Answer 1

【答案】左S2流入發(fā)電機(jī)相反5×10-40.212D

【解析】

(1)當(dāng)線圈中的電流從A流向B時(shí),由右手螺旋定則可知,螺線管左端為S極,此時(shí)異名磁極相互吸引,故活塞左移,S1關(guān)閉,S2打開(kāi),血液從S2流入；(2)由題意：“使用時(shí)，將血管放置于兩磁極之間，兩金屬電極a、b與血管壁接觸，就會(huì)有微弱電流流過(guò)儀表顯示出血流速度，所以電磁血流計(jì)的原理與發(fā)電機(jī)的原理相同；(3)已知v＝0.2m/s,血流量為104 m3/s，所以血管的橫截面積：S ＝5×104m2；由題意可知,正常的血流速度v＝0.18m/s,要使流過(guò)的血液體積相等,則有：Sv＝S′v′，則血管變細(xì)后的血液流速：v′v×0.18m/s0.212m/s；(4)要保證血液勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意和表格數(shù)據(jù)可知：F＝f＝kv,vm/s，則推動(dòng)血液流動(dòng)的功率：P＝Fv＝kvv＝kv2＝k(m/s)2W，所以D正確。