Question

醫(yī)生對病人進行腦部手術(shù)時，需要將體溫降至合適的溫度．準備手術(shù)之前，病人的心肺功能開始由心肺機取代．
（1）心肺機的功能之一是用“電動泵”替代心臟博動，推動血液循環(huán)．如圖所示，將線圈ab纏繞并固定在活塞一端，利用其與固定磁鐵之間的相對運動，帶動電動泵中的活塞，使血液定向流動；閥門K₁、K₂都只能單向開啟，反向則封閉管路．當線圈中的電流從a流向b時，線圈的左端為N極，活塞將向 ________運動，“動力泵”處于 ________（填“抽血”或“送血”）狀態(tài)．
（2）心肺機的另一個功能是用“熱交換器”進行熱量交換，通過血液循環(huán)調(diào)節(jié)體溫．經(jīng)監(jiān)測，病人體溫由17℃上升至正常體溫37℃歷時1h．在這段時間內(nèi)，假設(shè)人體所需熱量完全由熱交換器提供，且不計人體散熱，試求熱交換器所做的有用功．設(shè)病人質(zhì)量為60kg，人體比熱容與水相當為c=4.2×10³J/（kg?℃）

Answer 1

解：（1）當線圈中的電流從a流向b時，線圈的左端為N極，與磁鐵N極排斥，活塞將向右運動，閥門K₁、K₂都打開，“動力泵”處于 送血狀態(tài)；
（2）Q=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×60kg×（37℃-17℃）
=5.04×10⁶J，
W_有用=Q=5.04×10⁶J．
故答案為：（1）右，送血；
（2）熱交換器所做的有用功為5.04×10⁶J．
分析：（1）根據(jù)同名磁極相互排斥，得出活塞向哪運動，選擇送血還是抽血；
（2）知道人體的初溫和末溫、比熱容、質(zhì)量，利用吸熱公式求人體吸熱，即熱交換器所做的有用功．
點評：本題綜合考查了熱量的計算、磁極間的作用規(guī)律，涉及到物理知識的實際運用，有難度．