Question

【題目】閱讀以下材料，回答下列問題．

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)，往往要用一種稱為“人工心臟泵”的體外裝置來代替心臟，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)．活塞筒通過閥門與血管相通，閥門S1只能向外開啟，S2只能向內(nèi)開啟．

手術(shù)時(shí)，還需要利用電磁血流計(jì)來檢測(cè)血流速度和血流量（血流量指單位時(shí)間內(nèi)通過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___（選填“左”或“右”）運(yùn)動(dòng)，血液從___（選填“S1流出”或“S2流入”）．

(2)圖乙中若僅調(diào)換兩磁極的位置，則流過儀表電流的方向?qū)?/span>_____（選填“不變”或“相反”），若某次測(cè)得血流速度為0.2m/s，血流量為10-4 m3/s，則對(duì)應(yīng)血管的橫截面積為_____ m2．

(3)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．

(4)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：_______．

Answer 1

【答案】 左 S2流入 相反 5x10-4、0.212 D

【解析】當(dāng)線圈中的電流從A流向B時(shí)，由安培定則可知，螺線管左端為S極，此時(shí)異名磁極相互吸引，所以活塞向左運(yùn)動(dòng)，S1關(guān)閉，S2打開，血液從S2流入。

①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，因?yàn)楦袘?yīng)電流方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，若僅調(diào)換兩磁極的位置，則流過儀表電流的方向?qū)⑾喾础?/span>

②已知v=0.2m/s，血流量為10-4m3/s，血管的橫截面積。

（3）由題意可知，正常的血流速度v=0.18m/s，要使流過的血液體積相等，則有：Sv=S′v′，則血管變細(xì)后的血液流速：。

（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，，

則推動(dòng)血液流動(dòng)的功率：，

故D正確為答案。