Question

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，其中棒b的两端与一电压表相连，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，不计所有阻力，求：

（1）活塞移动的速度；

（2）该装置的功率；

（3）磁感强度B的大小；

（4）若在实际使用中发现电压表的读数变小，试分析其可能的原因。

Answer 1

（1）设液体从喷口水平射出的速度为，活塞移动的速度为v。

           ①            ②

         ③

（2）设装置功率为P，时间内有质量的液体从喷口射出，则

    ④

∵     ⑤    ∴

∴       ⑥

（3）∵     ⑦   ∴    ⑧

     ∴ 　　　⑨

（4）∵

∴ 喷口液体的流量减少，活塞移动速度减小，或磁场变小等会引起电压表读数变小。