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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(shí),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固定在用某種金屬材料制成的活塞柄上,通電時(shí)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(yùn)動.活塞筒通過閥門與血管相通,閥門S
1只能向外開啟,S
2只能向內(nèi)開啟.手術(shù)時(shí),還需要利用電磁血流計(jì)來檢測血流速度和血流量(血流量指單位時(shí)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(shí),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(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(shí),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(shí),測得心臟主動脈血管內(nèi)血液勻速流動的速度v與n的數(shù)值如表所示.
血管橫截面積與正常值的倍數(shù)n | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.75 | 0.60 |
主動脈內(nèi)血液勻速流動的速度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B流向A時(shí),活塞向右(選填“左”或“右”)運(yùn)動,血液從S
1流出(選填“S
1流出”或“S
2流入”).
(2)線圈AB所固定的活塞柄適宜用下列哪種金屬材料制作B
A.銅 B.鐵 C.銀 D.鋁合金
(3)血管中有血液流過時(shí),電磁血流計(jì)能檢測到微弱的電流,從能量轉(zhuǎn)化的角度分析,這是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程.
(4)若某次測得血液勻速流動的速度為0.2m/s,血流量為10
-4m
3/s,則對應(yīng)血管的橫截面積為5×10
-4m
2.
(5)當(dāng)心臟主動脈血管的橫截面積變化時(shí),其血液仍勻速流動,則推動血液流動的功率P與下列哪一選項(xiàng)成正比?
A.n B.$\frac{1}{n}$ C.n
2 D.$\frac{1}{{n}^{2}}$.