题目内容

14.阅读材料,回答问题.
血液是人体输送氧气与营养的主要载体,心脏就像发动机,为这一输送提供了动力.医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环.如图甲是该装置的示意图,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用,从而带动活塞运动,活塞筒通过阀门与血管相同,阀门S1只能向内开启.
手术时,还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量(血流量指单位时间呃逆通过血管横截面的血液体积),其示意图如图乙所示,使用时,将血管放置于两磁极之间,量金属电极a、b与血管壁接触,就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度.
研究表明,血管内血流速度回随血管横截面的变化而变化,且血液匀速通过血管时,受到的阻力与血液的流速成正比.当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表所示.
 n 1.000.900.80  0.750.60 
 v/ms-1 0.1800.200  0.2250.240  0.300
(1)甲图中,当线圈中的电流从A流向B时,活塞向左(选填“左”或“右”)运动,血液从S2流入(选填“S1流出”或“S2流入”).
(2)电磁血流计的工作原理是电磁感应,其原理与发电机(选填“电动机”或“发电机”)的原理相似.
(3)图乙中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将相反(选填“不变”或“相反”),若,偶次测得血流速度为0.2m/s,血流量为10-4m3/s,则对应血管的横截面积为5×10-4m2.
(4)交警常根据司机呼出的气体检测血液中的酒精含量,检测原理如图丙所示,电流表示数反映酒精浓度大小,R0为定值电阻,D为陶瓷气敏传感器,其电阻的倒数$\frac{1}{R}$与气体中酒精蒸汽浓度c的关系如图丁所示,则当气体中酒精蒸汽的浓度增大时,气敏传感器两端电压将减小(选填“增大”或“减小”);若电池用久后电压减小,将会使测得的酒精浓度偏小(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).

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)血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度,能量:机械能转化为电能,故原理与发电机原理相似;
(3)感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关;根据题中的血流速度和血流量,求出管的横截面积;
(4)由图知传感器的电导(即电阻的倒数)与气体中酒精蒸汽浓度C成正比,则电阻与C成反比,根据C变化时,确定电阻的变化,再由欧姆定律分析电压、电流的变化.

解答 解:(1)当线圈中的电流从A流向B时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为S极,此时异名磁极相互吸引,故活塞左移,S1关闭,S2打开,血液从S2流入;
(2)血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度,说明电磁血流计的工作原理是电磁感应,其原理与发电机原理相似;
(3)图乙中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将相反;
已知v=0.2m/s,血流量为10-4 m3/s,所以血管的横截面积S=$\frac{血流量}{v}$=$\frac{1{0}^{-4}{m}^{3}/s}{0.2m/s}$=5×10-4m2;
(4)由图传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度成反比,浓度C越大,电阻越小,电流越大,R0两端电压越大,因为电源电压不变,所以气敏传感器两端电压将变小;电池用的时间长了,电压降低,内阻变大,电路中电路变小,则会导致测得的酒精浓度偏低.
故答案为:(1)左;S2流入;(2)电磁感应;发电机;(3)相反;5×10-4;(4)减小;偏小.

点评 本题是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,关键是从大量文字材料中抓住核心信息,考查学生基本的学习能力,是一道综合性的难题.

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