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)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：_______．

Answer 1

【答案】 左 S2流入 相反 5x10-4、0.212 D

【解析】當線圈中的電流從A流向B時，由安培定則可知，螺線管左端為S極，此時異名磁極相互吸引，所以活塞向左運動，S1關閉，S2打開，血液從S2流入。

①由題意：“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，所以電磁血流計的原理與發電機的原理相同，因為感應電流方向與磁場方向和導體切割磁感線運動方向有關，若僅調換兩磁極的位置，則流過儀表電流的方向將相反。

②已知v=0.2m/s，血流量為10-4m3/s，血管的橫截面積。

（3）由題意可知，正常的血流速度v=0.18m/s，要使流過的血液體積相等，則有：Sv=S′v′，則血管變細后的血液流速：。

（4）要保證血液勻速運動，根據題意和表格數據可知：F=f=kv，，

則推動血液流動的功率：，

故D正確為答案。