Question

导电的正方形线框abcd边长为l，每边的电阻均为r₀，线框置于光滑水平导轨oo'与nn'上，导轨间距也为l，电阻不计，on端所接电池的电动势为ε，内阻为r，整个装置处在磁感强度大小为B方向向下的匀强磁场中。现将电键s闭合，求s闭合瞬间：
（1）线框所受安培力的方向（在图中标示出来）；
（2）线框所受安培力的大小；
（3）电路的发热功率。

Answer 1

解：（1）根据左手定则，ab边与dc边所受的安培力方向均沿导轨o'n'方向
（2）因为导轨电阻不计，所以ad边与cb边均构成短路
总电流为
由整体法可求得线框所受安培力的合力为
说明：如未考虑到ad边与cb边构成短路，按以下求法且算出结果的也正确。
总电流
，
，
根据F=BIl，线框所受安培力的合力为F=F_ab+F_dc=
（3）电路的发热功率为
说明：如未考虑到ad边与cb边构成短路，按以下求法且算出结果也正确。