Question

【题目】血液是人体输送氧气与营养的主要载体，心脏就像发动机，为这一输送提供了动力．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环．如图甲是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动．活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启．手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量(血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积)，其示意图如图乙所示．使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度．研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比．当血管横截面积为正常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表所示．

（1）甲图中，当线圈中的电流从A流向B时，活塞向_____(左/右)运动，血液从____( S1流出/S2流入)．

（2）电磁血流计的原理与__________(电动机/发电机)的原理相似．

（3）图乙中若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将______ (不变/相反)，若某次测得血流速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s，则对应血管的横截面积为______m2．

（4）若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时，血管内血液匀速流动的速度应为_____m/s．

（5）当心脏主动脉血管的横截面积变化时，其内血液匀速流动，推动血液流动的功率P与下列哪一选项成正比？答：__________．

A．n B． C．n2 D．

Answer 1

【答案】左S2流入发电机相反5×10-40.212D

【解析】

(1)当线圈中的电流从A流向B时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为S极,此时异名磁极相互吸引,故活塞左移,S1关闭,S2打开,血液从S2流入；(2)由题意：“使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，所以电磁血流计的原理与发电机的原理相同；(3)已知v＝0.2m/s,血流量为104 m3/s，所以血管的横截面积：S ＝5×104m2；由题意可知,正常的血流速度v＝0.18m/s,要使流过的血液体积相等,则有：Sv＝S′v′，则血管变细后的血液流速：v′v×0.18m/s0.212m/s；(4)要保证血液匀速运动,根据题意和表格数据可知：F＝f＝kv,vm/s，则推动血液流动的功率：P＝Fv＝kvv＝kv2＝k(m/s)2W，所以D正确。