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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,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的数值如表所示.
(1)甲图中,当线圈中的电流从A流向B时,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.
(3)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)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:___.
A.n B.
C.n2 D.(
)2
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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 |
(2)电磁血流计的原理与___(选填“电动机”或“发电机”)的原理相似.
(3)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)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:___.
A.n B.
1 |
n |
1 |
n |
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▼优质解答
答案和解析
(1)当线圈中的电流从A流向B时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为S极,此时异名磁极相互吸引,故活塞左移,S1关闭,S2打开,血液从S2流入;
(2)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;
(3)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,要使流过的血液体积相等,则有:Sv=S′v′,
则血管变细后的血液流速:v′=
v=
×0.18m/s≈0.212m/s;
(4)要保证血液匀速运动,根据题意和表格数据可知:F=f=kv,v=
m/s,
则推动血液流动的功率:P=Fv=kv•v=kv2=k(
m/s)2=
W,所以D正确;
故答案为:(1)S2流入;(2)发电机;(3)5×10-4;0.212;(4)D.
(1)当线圈中的电流从A流向B时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为S极,此时异名磁极相互吸引,故活塞左移,S1关闭,S2打开,血液从S2流入;
(2)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;
(3)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,要使流过的血液体积相等,则有:Sv=S′v′,
则血管变细后的血液流速:v′=
S |
S′ |
1 |
0.85 |
(4)要保证血液匀速运动,根据题意和表格数据可知:F=f=kv,v=
0.18 |
n |
则推动血液流动的功率:P=Fv=kv•v=kv2=k(
0.18 |
n |
0.0324k |
n2 |
故答案为:(1)S2流入;(2)发电机;(3)5×10-4;0.212;(4)D.
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