Question

【題目】閱讀短文，回答問題：
閱讀以下材料，回答下列問題．
人工心臟泵
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”）．線圈中的應該用（選填“直流電”或“交流電”）。
（2）圖乙中電磁血流計的工作原理是；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．（結果保留兩位小數）
（4）在圖丙中畫出v與n的關系圖像．

（5）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.1/n
C.n2
D.1/n2

Answer 1

【答案】
（1）左,S2流入,交流電
（2）電磁感應,相反,5×10-4
（3）0.21
（4）解:圖像如下所示

（5）D
【解析】（1）由圖示可知，當線圈中的電流從A流向B時，由右手螺線定則可判斷出螺線管的左端是S極，根據磁極間的相互作用可知，磁鐵與螺線管相互吸引，所以活塞向左移動，此時S1閉合，S2打開，血液由S2流入；為了使活塞能往復運動，線圈中應通以交流電；（2）電磁血流計的工作用原理是電磁感應；若僅調換兩磁極的位置，則流過儀表電流的方向將會相反；對應血管的橫截面積為S=V/v=10﹣4 m3/s/（0．2m/s）=5×10-4m2；（3）由表格中的數據可知，n與對應的v值的乘積為定值0．18，所以當某人心臟主動脈血管的橫截面積為正常人的0．85倍時，其對應的血流速度為0．18/0．85=0．21m/s；（4）由表格中的數據可作出如上圖所示的圖線；（5）要保證血液勻速運動，則有：f=F=kv，v=0．18/nm/s，由功率公式可得：P=Fv=kv2=k（0．18/nm/s）2=0．0324k/n2W；D符合題意.
所以答案是：（1）左；S2流入；交流電；（2）電磁感應；相反；5×10-4；（3）0．21；（4）見上圖；（5）D.
【考點精析】通過靈活運用安培定則和電磁感應的概念，掌握安培定則：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極（N極）．安培定則簡記：入線見，手正握；入線不見，手反握．大拇指指的一端是北極(N極)． （注意：入的電流方向應由下至上放置）；電磁感應：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生電流，這種現象叫電磁感應，產生的電流叫感應電流即可以解答此題．