Question

【题目】阅读以下材料，回答下列问题．

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___（选填“左”或“右”）运动，血液从___（选填“S1流出”或“S2流入”）．

(2)图乙中若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将_____（选填“不变”或“相反”），若某次测得血流速度为0.2m/s，血流量为10-4 m3/s，则对应血管的横截面积为_____ m2．

(3)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．

(4)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：_______．

Answer 1

【答案】 左 S2流入 相反 5x10-4、0.212 D

【解析】当线圈中的电流从A流向B时，由安培定则可知，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，所以活塞向左运动，S1关闭，S2打开，血液从S2流入。

①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，因为感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关，若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将相反。

②已知v=0.2m/s，血流量为10-4m3/s，血管的横截面积。

（3）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：。

（4）要保证血液匀速运动，根据题意和表格数据可知：F=f=kv，，

则推动血液流动的功率：，

故D正确为答案。