Question

【題目】閱讀材料，回答問題．

血液是人體輸送氧氣與營養的主要載體，心臟就像發動機，為這一輸送提供了動力．醫生給心臟疾病的患者做手術時，往往要用一種稱為“人工心臟泵”的體外裝置來代替心臟，以推動血液循環．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（相當于一個電磁鐵），通電時線圈與活塞柄組成的系統與固定在左側的磁體相互作用，從而帶動活塞運動．活塞筒通過閥門與血管相通，閥門S1只能向外開啟，S2只能向內開啟．手術時，還需要利用電磁血流計來檢測血流速度和血流量（血流量指單位時間內通過血管橫截面的血液體積），其示意圖如圖乙所示．使用時，將血管放置于兩磁極之間，兩金屬電極a、b與血管壁接觸，就會有微弱電流流過儀表顯示出血流速度．研究表明，血管內血流速度會隨血管橫截面積的變化而變化，且血液勻速通過血管時，受到的阻力與血液的流速成正比．當血管橫截面積為正常值的n倍時，測得心臟主動脈血管內血液勻速流動的速度v與n的數值如下表所示．

（1）甲圖中，當線圈中的電流從A流向B時，活塞向________（選填“左”或“右”）運動，血液從________（選填“S1流出”或“S2流入”）．

（2）電磁血流計的原理與________（選填“電動機”或“發電機”）的原理相似．

（3）圖乙中若僅調換兩磁極的位置，則流過儀表電流的方向將________（選填“不變”或“相反”），若某次測得血流速度為0.2m/s，血流量為10﹣4m3/s，則對應血管的橫截面積為________m2 ．

（4）若某人心臟主動脈血管的橫截面積為正常人的0.85倍時，血管內血液勻速流動的速度應為________m/s．

Answer 1

【答案】 左 S2流入 發電機 相反 5×10﹣4 0.212

【解析】(1)當線圈中的電流從A流向B時,由右手螺旋定則可知,螺線管左端為S極,此時異名磁極相互吸引,故活塞左移,S1關閉,S2打開,血液從S2流入；(2)血液流動就會有微弱電流流過儀表顯示出血流速度，能量：機械能轉化為電能，故原理與發電機原理相似；(3)圖乙中若僅調換兩磁極的位置，則流過儀表電流的方向將相反；

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；

(4)由題意可知,正常的血流速度v＝0.18m/s,要使流過的液體相等,則有：Sv＝S′v′，

則變細后的血液的流速v′＝v＝×0.18m/s≈0.212m/s；