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養(yǎng)的主要載體，心臟就像發(fā)動機，為這一輸送提供了動力．
醫(yī)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(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（相當于一個電磁鐵），通電時線圈與活塞柄組成的系統(tǒng)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的數值如表所示．

n	1.00	0.90	0.80	0.75	0.60
v/ms﹣1	0.180	0.200	0.225	0.240	0.300

（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）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10﹣4 m3/s，則對應血管的橫截面積為m2 ．

（3）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．
（4）當心臟主動脈血管的橫截面積變化時，其內血液勻速流動，推動血液流動的功率P與下列哪一選項成正比？答： ．
A.n
B.
C.n2
D.

Answer 1

【答案】
（1）左；S2流入
（2）相反；5×10﹣4
（3）0.212
（4）D
【解析】解：（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）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10﹣4 m3/s，所以血管的橫截面積S= = =5×10﹣4m2；（3）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；（4）要保證血液勻速運動，則有：f=F=kv，v= m/s
由功率公式可得：P=Fv=kv2=k = W，使用D正確；
故答案為：（1）左；S2流入；（2）相反；5×10﹣4；（3）0.212；（4）D．
（1）由右手螺旋定則可知電磁鐵的磁極，由磁極間的相互作用可知活塞的移動方向，則可知血液的流動方向；（2）感應電流的方向與導體運動的方向和磁場方向有關；根據題中的血流速度和血流量，求出管的橫截面積；（3）首先根據血液是勻速流動，說明受力平衡，即血壓產生的壓力等于阻力，可以列出在正常情況和血管變細兩種情況下的等式；然后根據兩種情況下，血管在相同時間內流過的血液量不變，列出等式，求出血流速度；（4）根據血管橫截面積前后變化的定量關系，結合前面列出的等式，再由功率公式P=Fv可列式，聯立成方程組，就可求出答案．