Question

4．医生对病人进行脑部手术时，需要将体温降至合适的温度．准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代．
（1）心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏博动，推动血液循环．如图所示，将线圈ab 缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，使血液定向流动；阀门K₁、K₂都只能单向开启，反向则封闭管路．当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为N极，活塞将向右运动，“动力泵”处于送血（填“抽血”或“送血”）状态．
（2）心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换，通过血液循环调节体温．经监测，病人体温由17℃上升至正常体温37℃历时1h．在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器提供，设病人质量为60kg，人体比热容与水相当为c=4.2×10³J/（kg•℃）且不计人体散热，则热交换器所做的有用功是5.04×10⁶J．

Answer 1

分析 （1）由右手螺旋定则可知电磁铁的磁极，由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向，则可知血液的流动方向；
（2）知道人体的初温和末温、比热容、质量，利用吸热公式求人体吸热，即热交换器所做的有用功．

解答 解：（1）由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时同名磁极相对，故活塞右移，K₂关闭，K₁打开，故处于送血状态．
（2）Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×60kg×（37℃-17℃）=5.04×10⁶J，
W_有用=Q=5.04×10⁶J．
故答案为：（1）N；右；送血；（2）5.04×10⁶．

点评 本题为物理知识在生产生活中的应用题，题目中给出了必要的信息，应注意提取有用信息并结合相关物理知识求解．