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人工心脏泵
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固定在用某种金属材料制成的活塞柄上,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通,阀门S1只能向外开启,S2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(血流量指单位时间内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,两金属电极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,血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化,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的数值如表所示.
血管横截面积与正常值的倍数n | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.75 | 0.60 |
主动脉内血液匀速流动的速度V/ms﹣1 | 0.180 | 0.200 | 0.225 | 0.240 | 0.300 |
(1)甲图中,当线圈中的电流从B流向A时,活塞向 (选填“左”或“右”)运动,血液从 (选填“S1流出”或“S2流入”).
(2)线圈AB所固定的活塞柄适宜用下列哪种金属材料制作
A.铜 B.铁 C.银 D.铝合金
(3)血管中有血液流过时,电磁血流计能检测到微弱的电流,从能量转化的角度分析,这是 能转化为 能的过程.
(4)若某次测得血液匀速流动的速度为0.2m/s,血流量为10﹣4m3/s,则对应血管的横截面积为 m2.
(5)当心脏主动脉血管的横截面积变化时,其血液仍匀速流动,则推动血液流动的功率P与下列哪一选项成正比?
A.n B. C.n2 D..
随着生活水平的提高,汽车已经进入百姓家庭,它给我们的生活提供了便利,促进了社会的发展.汽车应用了许多物理知识,请你解答:
(1)汽油机是汽车的“心脏”,其中 冲程将机械能转化为内能;
(2)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将 (选填“升高”“不变”或“降低”);
(3)汽车发动机在工作时:发动机的温度会升得很高,通常在发动机外装有水套,汽车发动机用水作为冷却剂的主要原因是 ;
(4)汽车在爬坡时,驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档.加大油门是使发动机发挥最大的功率,换为低档是为了减慢车速.那么,在爬坡时减慢车速的目的 .
(5)某台汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,汽油机完成 个工作循环,对外做功 次.
小明在研究性学习活动中,查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表,并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中.
温度/℃ | … | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | … |
热敏电阻阻值/Ω | … | 350 | 300 | 250 | 210 | 175 | … |
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0=50Ω)、电源U1、开关等组成,当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,右边工作电路则断开;
“工作电路”由工作电源U2(U2=10V)、发热电阻R2(R2=5Ω)、导线等组成.问:
(1)工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大?
(2)若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量,则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?
(3)若恒温箱的温度最高不得超过50℃,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?
如图所示电路,电源电压是3V,开关S闭合后,电流表的示数是1.2A,通过灯泡L1的电流是0.5A,则流过灯泡L2的电流是多少?L2两端的电压是多少?
随着人们生活水平的日益提高,小汽车越来越多地走进了百姓人家.一辆使用汽油为燃料的小汽车,以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为20kW.若小汽车行驶的距离为100km,汽油的热值q=4.6×107J/kg,小汽车发动机的效率为25%.求小汽车在这段路程中:
(1)运动的时间;
(2)发动机所做的功;
(3)消耗汽油的质量.
探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置.
(1)将磁铁向下插入螺线管时,观察到灵敏电流计的指针向左偏转,这表明 .在这个过程中以磁铁为参照物,螺线管是 的(选择“静止”、“向上运动”或“向下运动”);
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,你会观察到灵敏电流计的指针 (选填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”);
(3)通过(1)、(2)两步实验,可以得出感应电流的方向与 有关.
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是 .