【題目】人工心臟泵

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(jī),為這一輸送提供了動力。醫(yī)生給心臟疾病的患者做手術(shù)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(dāng)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(cè)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(nèi)開啟。

手術(shù)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(nèi)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ab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(nèi)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(dāng)血管橫截面積為正常值的n倍時,測得心臟主動脈血管內(nèi)血液勻速流動的速度vn的數(shù)值如下表所示。

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(dāng)線圈中的電流從A流向B時,活塞向______(選填)運動,血液從_____(選填“S1流出“S2流入)。

2)圖乙電磁血流計中若僅調(diào)換兩磁極的位置,則流過儀表電流的方向?qū)?/span>________(選填不變相反),若某次測得血流速度為0.2m/s,血流量為104m3/s,則對應(yīng)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值的0.7倍時,血管內(nèi)血液勻速流動的速度應(yīng)為________ m/s

4)當(dāng)心臟主動脈血管的橫截面積變化時,其內(nèi)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.n2 C. D.

【答案】 S2流入 相反 5×104m2 0.257 D

【解析】

第一空.甲圖中,當(dāng)線圈中的電流從A流向B時,線圈中電流方向正面向上,背面向下,根據(jù)安培定則可知,線圈右端為N極,左端為S極。根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知,此時活塞向左運動。

第二空.由圖甲可看出,當(dāng)活塞向左運動時,活塞筒內(nèi)空間擴(kuò)大,壓強(qiáng)減小,血管內(nèi)的血液要流進(jìn)活塞筒。但由于閥門S1只能向外開啟、S2只能向內(nèi)開啟,所以閥門S1關(guān)閉、S2打開,血液從S2流入。

第三空.圖乙中,電極ab、血管中血液、導(dǎo)線、儀表等構(gòu)成閉合電路,血液流動時在磁場中做切割磁感線運動,所以電路中會產(chǎn)生微弱電流,從而儀表有示數(shù),該裝置原理為電磁感應(yīng)。因產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與磁場方向和導(dǎo)體切割磁感線運動方向有關(guān),若僅調(diào)換兩磁極的位置,血液流動方向不變,改變了磁場方向,則流過儀表電流的方向?qū)⑾喾础?/span>

第四空.若某次測得血流速度為0.2m/s,血流量為104m3/s。設(shè)時間為1s,則血液流過的距離為h=0.2m,血液流過的體積為V=104m3。將血管看作圓柱體,所以對應(yīng)血管的橫截面積為:

S===5×104 m2。

第五空.由表中數(shù)據(jù)可知,每組數(shù)據(jù)的nv的乘積都為0.18m/s),則說明vn成反比例關(guān)系。設(shè)v=,則k=0.18m/s)。當(dāng)血管的橫截面積為正常值的0.7倍時,即n=0.7時,血管內(nèi)血液勻速流動的速度為:

v===0.257m/s。

第六空.因血液勻速通過血管時受到的阻力f與血液的流速v成正比,則設(shè)f=k′v。又因血液勻速流動時動力F等于阻力f,且v=,則:

P=Fv=fv= k′v=k′=

k′、k都為定值,則也為定值,所以由P=可知,功率P成正比。故D正確。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】2018222,質(zhì)量為73kg的武大靖在平昌冬奧會短道速滑男子500m決賽中為中國代表團(tuán)獲得了金牌

(1)武大靖所受重力多大?

(2)當(dāng)武大靖雙腳站立在水平冰面時,若所穿的滑冰鞋等裝備的總質(zhì)量為2kg,冰刀與地面的接觸總面積是10cm2,他對冰面的壓強(qiáng)為多大?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】飛鳥在天空中自由翱翔,人類模擬飛鳥的翅膀制造了飛機(jī)的機(jī)翼,從而遨游天空.

1)飛鳥展開翅膀飛行時獲得向上的升力,其升力是由于飛鳥翅膀上表面附近的空氣流速_______ (選填“大于”、“等于”或“小于”)翅膀下表面附近的空氣流速而產(chǎn)生的.

2)飛鳥飛行時產(chǎn)生的升力,可表示為F=kSv 2 ,式中S為翅膀的面積,v為飛鳥的飛行速度,k為比例常量.已知一只質(zhì)量為m 0 、翅膀面積為S 0 的飛鳥,其飛行速度為v 0 .假設(shè)某飛機(jī)飛行時獲得的升力與該飛鳥飛行時獲得的升力滿足同樣的規(guī)律,且k值相同(k為未知量),則已知一架質(zhì)量為m、起飛速度為v的飛機(jī),其機(jī)翼設(shè)計面積S應(yīng)為___________

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,小球從某高度處由靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧。從小球接觸彈簧開始直至將彈簧壓縮到最短的過程中,得到小球的速度v和彈簧被壓縮的長度△1之間關(guān)系如圖乙所示,其中b為曲線最高點。不計空氣阻力,彈簧在整個過程中始終發(fā)生彈性形變。則下列說法不正確的是( 。

A. 小球在b點時重力等于彈力

B. 小球接觸彈簧后動能就開始減小

C. 在運動過程中小球的機(jī)械能不守恒

D. 小球在最低點時,速度為零,處于平衡狀態(tài)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】在探究動能的大小與什么因素有關(guān)的活動中,小欣猜想:動能的大小可能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān).實驗室提供的器材有:斜面、幾個質(zhì)量不同的光滑鋼球、木塊、刻度尺等,小欣設(shè)計的實驗裝置如圖所示。實驗時,小欣讓鋼球從斜面上由靜止滑下并推動在水平面上的同一木塊運動。

1)本實驗是通過比較________來確定鋼球?qū)δ緣K做功的多少,從而判斷________動能的大小(選填鋼球木塊);

2)探究動能的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系時,應(yīng)保持物體的________不變,具體的做法是:讓質(zhì)量________的鋼球從斜面的________高度由靜止滑下;

3)鋼球碰到木塊并一起運動過程中,由于木塊受到________的作用,鋼球和木塊運動一段距離后停下來,在此過程中鋼球和木塊的動能都轉(zhuǎn)化為________能;

4)若本實驗裝置中的水平面絕對光滑,本實驗將________(選填不能)達(dá)到探究的目的。

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】某一用直流電動機(jī)提升重物的裝置如上圖所示,重物質(zhì)量m=50kg,電源提供恒定電壓U=110V,不計各處摩擦,當(dāng)電動機(jī)以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時,電路中電流強(qiáng)度I=5A,求:

(1)電動機(jī)線圈電阻R(g=10N/kg)

(2)電動機(jī)的效率。

(3)若由于某種原因電動機(jī)被卡住,這時電動機(jī)消耗的功率為多少?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】用彈簧測力計拉著木塊在水平面上勻速運動,保持彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定,則(

A.木塊受到的拉力大于摩擦力

B.木塊相對彈簧測力計是運動的

C.木塊受到的重力和水平面對木塊的支持力是一對平衡力

D.在木塊上放一鉤碼后,繼續(xù)拉動木塊勻速運動,彈簧測力計示數(shù)變小

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)想測量手電筒上小燈泡正常工作時的電阻,在拆裝手電筒時,發(fā)現(xiàn)手電筒的小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣,圖中甲為他所連的實驗電路.

(1)電池盒中至少有________節(jié)干電池;

(2)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路接線有錯誤,請在他接錯的導(dǎo)線上打上“×”,并改正________

(3)按正確的操作測得的數(shù)據(jù)如下表:

由上表數(shù)據(jù)可以得出小燈泡正常工作時的電阻為________Ω;而表中計算出三個電壓下小燈泡的電阻不相等,你認(rèn)為可能的原因是________

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】請設(shè)計實驗:用一個電源、一只開關(guān)、一只電壓表(或電流表),比較兩只待測電阻阻值大小

(1)用電壓表比較的方法;

(2)用電流表比較的方法.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案