20.如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图.一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h.管道中有一绝缘活塞.在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b,长度均为L,其中棒b的两端与一理想电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中.当棒a中通有垂直纸面向里的恒定电流I时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为s.若液体的密度为ρ,重力加速度为g,不计所有阻力,则( )
A、设液体从喷口水平射出的速度为v0,活塞移动的速度为v,所以v0=s,因为流量相同,所以v0A=vL2。得活塞的移动速度 v=(
)v0=
,故A正确;
B、设装置功率为P,Δt时间内有Δm质量的液体从喷口射出,PΔt=Δm(
-v2),因为Δm=ρvΔtL2,所以P=
ρvL2(
-v2)=
(1-
)
=
,故B正确。
C、因为P=
(1)根据平抛运动规律,即可求得平抛的初速度,再由流量相同,即可求解;
(2)根据动能定理,结合表达式△m=ρLv△t,即可求解;
(3)根据装置的功率即为安培力的功率,结合功率的表达式,即可求解。
注意物理模型的正确建立是解题的关键。