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阅读材料,回答问题.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
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阅读材料,回答问题.
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,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.
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n的关系.n为病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值,测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如上表.
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f与血液的流速v成正比,即f=kv,k为常数,血管横截面积越小,血液流速越快,受到的阻力越大,心脏的负担就越重.
(1)甲图中,当线圈中的电流从B流向A时,活塞向___(选填“左”或“右”)运动,血液从___(选填“S1流出”或“S2流入”).
(2)电磁血流计的原理与___(选填“电动机”或“发电机”)的原理相似.利用电磁流量计___(可以/不可以)测量某食用油管道中油的流量.
(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___(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.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)心脏主动脉血管的横截面积变化时,心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化.若当n=1时,心脏推动血液流动的功率P=P0,则当n=0.5时,心脏推动血液流动的功率P=___.
(5)交警常根据司机呼出的气体检测血液中的酒精含量,检测原理如图丙所示,电流表示数反映酒精浓度大小,R0为定值电阻,D为陶瓷气敏传感器,其电阻的倒数
与气体中酒精蒸气浓度c的关系如图丁所示.则当气体中酒精蒸气的浓度增大时,气敏传感器两端电压将___(选填“增大”或“减小”);若电池用久后电压减小,将会使测得的酒精浓度___(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
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,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.
n | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.75 | 0.60 |
v/ms-1 | 0.180 | 0.200 | 0.225 | 0.240 | 0.300 |
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f与血液的流速v成正比,即f=kv,k为常数,血管横截面积越小,血液流速越快,受到的阻力越大,心脏的负担就越重.
(1)甲图中,当线圈中的电流从B流向A时,活塞向___(选填“左”或“右”)运动,血液从___(选填“S1流出”或“S2流入”).
(2)电磁血流计的原理与___(选填“电动机”或“发电机”)的原理相似.利用电磁流量计___(可以/不可以)测量某食用油管道中油的流量.
(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___(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.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)心脏主动脉血管的横截面积变化时,心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化.若当n=1时,心脏推动血液流动的功率P=P0,则当n=0.5时,心脏推动血液流动的功率P=___.
(5)交警常根据司机呼出的气体检测血液中的酒精含量,检测原理如图丙所示,电流表示数反映酒精浓度大小,R0为定值电阻,D为陶瓷气敏传感器,其电阻的倒数
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R |
▼优质解答
答案和解析
(1)由图甲知,当线圈中的电流从B流向A时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为N极,此时异名磁极相互吸引,故活塞右移,S2关闭,S1打开,血液从S1流出;
(2)血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度,能量:机械能转化为电能,故原理与发电机原理相似;
电磁血液流量计可以测量血液的流量,说明血液是导体,但食用油是绝缘体,所以不能利用电磁流量计测量某食用油管道中油的流量;
(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相反;
已知v=0.2m/s,血流量为10-4 m3/s,所以血管的横截面积:S=
=
=5×10-4m2;
由题意可知,正常的血流速度v=0.18m/s,要使流过的液体相等,则有:Sv=S′v′,
则变细后的血液的流速v′=
v=
×0.18m/s≈0.212m/s;
(4)根据表中数据可知,n与v的乘积不变,因此n与v成反比;
由f=kv和P=Fv可知,心脏推动血液流动的功率P=kv2,故P与速度的平方成正比,而n与v成反比,因此P与n的平方成反比;
故n=1时,心脏推动血液流动的功率P=P0,则当n=0.5时,心脏推动血液流动的功率P=
P0=(
)2×P0=4P0;
(5)由图传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度成反比,浓度C越大,电阻越小,电流越大,R0两端电压越大,因为电源电压不变,所以气敏传感器两端电压将变小;电池用的时间长了,电压降低,内阻变大,电路中电流变小,则会导致测得的酒精浓度偏小.
故答案为:(1)右;S1流出;(2)发电机;不可以;(3)相反;5×10-4; 0.212;(4)4P0;(5)减小;偏小.
(1)由图甲知,当线圈中的电流从B流向A时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为N极,此时异名磁极相互吸引,故活塞右移,S2关闭,S1打开,血液从S1流出;
(2)血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度,能量:机械能转化为电能,故原理与发电机原理相似;
电磁血液流量计可以测量血液的流量,说明血液是导体,但食用油是绝缘体,所以不能利用电磁流量计测量某食用油管道中油的流量;
(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相反;
已知v=0.2m/s,血流量为10-4 m3/s,所以血管的横截面积:S=
血流量 |
v |
10-4m3/s |
0.2m/s |
由题意可知,正常的血流速度v=0.18m/s,要使流过的液体相等,则有:Sv=S′v′,
则变细后的血液的流速v′=
S |
S′ |
1 |
0.85 |
(4)根据表中数据可知,n与v的乘积不变,因此n与v成反比;
由f=kv和P=Fv可知,心脏推动血液流动的功率P=kv2,故P与速度的平方成正比,而n与v成反比,因此P与n的平方成反比;
故n=1时,心脏推动血液流动的功率P=P0,则当n=0.5时,心脏推动血液流动的功率P=
1 |
n2 |
1 |
0.5 |
(5)由图传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度成反比,浓度C越大,电阻越小,电流越大,R0两端电压越大,因为电源电压不变,所以气敏传感器两端电压将变小;电池用的时间长了,电压降低,内阻变大,电路中电流变小,则会导致测得的酒精浓度偏小.
故答案为:(1)右;S1流出;(2)发电机;不可以;(3)相反;5×10-4; 0.212;(4)4P0;(5)减小;偏小.
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